DE112014003346T5 - Terminal connection structure - Google Patents

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  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)

Abstract

Ein Einführanschluss (12) weist einen Einführanschluss-Körper (21) in Form einer flachen Platte sowie einen Zungen-Anschlussteilabschnitt (22) auf, der sich von dem vorderen Ende des Einführanschluss-Körpers (21) aus in der Richtung zur Verbindung des Einführanschlusses (12) mit einem Aufnahmeanschluss (13) in der gleichen Ebene erstreckt wie der Einführanschluss-Körper (21). Der Aufnahmeanschluss (13) weist einen Aufnahmeanschluss-Körper (31) in Form einer flachen Platte sowie ein Paar Kontakt-Anschlussteilabschnitte (32) auf, die sich von dem vorderen Ende des Aufnahmeanschluss-Körpers (31) aus in der Richtung zur Verbindung des Aufnahmeanschlusses (13) mit dem Einführanschluss (12) in der gleichen Ebene erstrecken wie der Aufnahmeanschluss-Körper (31).An insertion port (12) has an insertion terminal body (21) in the form of a flat plate, and a tongue fitting portion (22) extending from the front end of the insertion port body (21) in the direction to connect the insertion port (21). 12) with a receiving port (13) in the same plane as the insertion port body (21). The female terminal (13) has a flat plate receiving terminal body (31) and a pair of contact terminal portions (32) extending from the front end of the female terminal body (31) in the direction to connect the female terminal (13) with the insertion port (12) in the same plane as the receiving terminal body (31).

Description

Technisches GebietTechnical area

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anschluss-Verbindungsstruktur.The present invention relates to a terminal connection structure.

Technischer HintergrundTechnical background

Im Allgemeinen wird für einen Kabelbaum, der mit einem elektronischen Gerät, wie beispielsweise einer Rückfahrkamera oder einem Fahrzeug-Navigationsgerät, in einem Fahrzeug, wie beispielsweise einem Pkw, verbunden ist, ein Verbinder eingesetzt, der mit einem kastenförmigen Anschluss, einem Auslegerfeder-Anschluss oder dergleichen versehen ist. Der kastenförmige Anschluss ist unempfindlich gegenüber Vibrationen, eignet sich jedoch nicht für digitale Hochgeschwindigkeitsübertragung mit einer Rate von mehreren Gbps. Des Weiteren ist der Auslegerfeder-Anschluss für digitale Hochgeschwindigkeitsübertragung geeignet, jedoch stellt das Auftreten von vorübergehender Unterbrechung oder Kontaktausfall aufgrund von Vibrationen ein Problem dar.In general, for a wire harness connected to an electronic device such as a rear view camera or a car navigation device in a vehicle such as a car, a connector having a box-shaped terminal, a cantilever spring terminal, or the like is used The like is provided. The box-shaped connector is insensitive to vibration, but is not suitable for high-speed digital transmission at a rate of several Gbps. Furthermore, the cantilever spring terminal is suitable for high-speed digital transmission, but the occurrence of temporary interruption or contact failure due to vibration is a problem.

In diesem Zusammenhang ist eine Anschluss-Verbindungsstruktur in Entwicklung, die aus einem stimmgabelförmigen Aufnahmeanschluss, der gegenüber Vibration widerstandsfähiger ist als der Auslegerfeder-Anschluss und für digitale Hochgeschwindigkeitsübertragung besser geeignet ist als der kastenförmige Anschluss, sowie aus einem Einführanschluss besteht, der mit dem Aufnahmeanschluss verbunden wird (siehe die Patentdokumente 1 und 2). Der stimmgabelförmige Aufnahmeanschluss erhält eine stimmgabelartige Form, indem ein Paar Kontakt-Anschlussabschnitte in Form von Auslegerfedern, die einander in dem Aufnahmeanschluss-Körper zugewandt sind, der die Form einer planen Fläche hat, mittels Pressformen ausgebildet werden. In dem stimmgabelförmigen Aufnahmeanschluss wird ein Zungen-Anschlussabschnitt des Einführanschlusses, in dem der plattenförmige Zungen-Anschlussabschnitt in dem Einführanschluss-Körper ausgebildet ist, der die Form einer flachen Platte hat, so zwischen die Kontakt-Anschlussabschnitte des stimmgabelförmigen Aufnahmeanschlusses eingeführt, dass der Zungen-Anschlussabschnitt zwischen den Kontakt-Anschlussabschnitten eingeklemmt wird und elektrisch mit ihnen verbunden wird.In this connection, a terminal connection structure is under development consisting of a tuning fork-shaped female terminal more resistant to vibration than the cantilever spring terminal and more suitable for high-speed digital transmission than the box-shaped terminal, and an insertion terminal connected to the female terminal becomes (see the patent documents 1 and 2). The tuning fork-shaped female terminal obtains a tuning fork-like shape by press-forming a pair of contact terminal portions in the form of cantilever springs facing each other in the female terminal body having the shape of a plane surface. In the tuning fork-shaped female terminal, a tongue terminal portion of the insertion terminal in which the plate-shaped tongue terminal portion is formed in the insertion terminal body having the shape of a flat plate is inserted between the contact terminal portions of the tuning fork-shaped female terminal such that the tongue Terminal portion between the contact terminal portions is clamped and electrically connected to them.

Dokumente nach dem Stand der Technik PatentdokumentePrior Art Documents Patent Documents

  • Patentdokument 1 JP-A-2000-40563 Patent Document 1 JP-A-2000-40563
  • Patentdokument 2 Japanisches Patent Nr. 3414402 Patent Document 2 Japanese Patent No. 3414402

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Technisches ProblemTechnical problem

Bei der Anschluss-Verbindungsstruktur, die aus dem stimmgabelförmigen Aufnahmeanschluss und dem Einführanschluss besteht, der in diesen eingepasst und mit ihm verbunden wird, treten jedoch die im Folgenden aufgeführten Probleme auf.

  • 1) An einem Punkt, an dem der stimmgabelförmige Aufnahmeanschluss und der Einführanschluss in Kontakt miteinander kommen, ist der Zungen-Anschlussabschnitt des Einführanschlusses senkrecht zu einer Ebene angeordnet, an der der Aufnahmeanschluss-Körper ausgebildet ist. Wenn der Aufnahmeanschluss-Körper, der die plane Hauptfläche des Aufnahmeanschlusses bildet, und der Zungen-Anschlussabschnitt, der die plane Hauptfläche des Einführanschlusses bildet, relativ zueinander um ungefähr 90° gedreht werden, kann ein Fall eintreten, in dem bei digitaler Hochgeschwindigkeitsübertragung keine guten elektrischen Eigenschaften erzielt werden.
  • 2) An einem Punkt, an dem der stimmgabelförmige Aufnahmeanschluss und der Einführanschluss miteinander in Kontakt kommen, besteht dahingehend ein Problem, dass, wenn die Breite, die Dicke der Kontakt-Anschlussabschnitte des Aufnahmeanschlusses und des Zungen-Anschlussabschnitts des Einführanschlusses und dergleichen variieren, möglicherweise Impedanz-eigenschaften und S-Parameter variieren, die davon abhängen. Daher kann ein Fall eintreten, in dem bei digitaler Hochgeschwindigkeitsübertragung keine guten elektrischen Eigenschaften erzielt werden.
However, the terminal connection structure consisting of the tuning fork-shaped receiving port and the insertion port fitting and connecting thereto has the following problems.
  • 1) At a point where the tuning fork-shaped female terminal and the insertion terminal come into contact with each other, the tongue terminal portion of the insertion terminal is disposed perpendicular to a plane on which the female terminal body is formed. When the female terminal body forming the plane main surface of the female terminal and the tongue terminal portion forming the planar main surface of the insertion terminal are rotated approximately 90 degrees relative to each other, a case may occur in which high-speed digital transmission does not provide good electric Properties are achieved.
  • 2) At a point where the tuning fork-shaped female terminal and the insertion terminal come into contact with each other, there is a problem that when the width, the thickness of the contact terminal portions of the female terminal and the tongue terminal portion of the insertion terminal and the like vary Impedance characteristics and S parameters vary depending on it. Therefore, there may be a case where good electrical characteristics are not obtained in high-speed digital transmission.

Die vorliegende Erfindung ist unter Berücksichtigung der oben aufgeführten Umstände gemacht worden, und eine Aufgabe derselben besteht darin, eine Anschluss-Verbindungsstruktur zu schaffen, mit der digitale Hochgeschwindigkeitsübertragung möglich ist und gute elektrische Eigenschaften erzielt werden können.The present invention has been made in consideration of the above-mentioned circumstances, and an object thereof is to provide a terminal connection structure which enables high-speed digital transmission and good electrical characteristics can be obtained.

Lösung des Problems the solution of the problem

Um die Aufgabe zu erfüllen, weist die Anschluss-Verbindungsstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung die im Folgenden aufgeführten Merkmale 1) bis 4) auf.

  • 1) Die Anschluss-Verbindungsstruktur, wobei die Anschluss-Verbindungsstruktur einen Einführanschluss mit einem Aufnahmeanschluss verbindet, und der Einführanschluss umfasst: einen Einführanschluss-Körper, der in Form einer flachen Platte ausgebildet ist; und einen Zungen-Anschlussabschnitt, der sich von einem vorderen Ende des Einführanschluss-Körpers aus in einer Richtung zur Verbindung mit dem Aufnahmeanschluss in der gleichen Ebene erstreckt wie der Einführanschluss-Körper, wobei der Aufnahmeanschluss umfasst: einen Aufnahmeanschluss-Körper, der in Form einer flachen Platte ausgebildet ist; sowie ein Paar Kontakt-Anschlussabschnitte, die sich von einem vorderen Ende des Aufnahmeanschluss-Körpers aus in einer Richtung zur Verbindung mit dem Einführanschluss in der gleichen Ebene erstrecken wie der Aufnahmeanschluss-Körper, und wobei der Zungen-Anschlussabschnitt des Einführanschlusses zwischen den paarigen Kontakt-Anschlussabschnitten des Aufnahmeanschlusses in der gleichen Ebene wie der Ebene positioniert ist, in der sich die Kontakt-Anschlussabschnitte erstrecken, und der Zungen-Anschlussabschnitt an den paarigen Kontakt-Anschlussabschnitten anliegt.
  • 2) Die Anschluss-Verbindungsstruktur gemäß 1), wobei Kontaktabschnitte, die in Richtungen vorstehen, in denen sie einander zugewandt sind, in den Kontakt-Anschlussabschnitten ausgebildet sind.
  • 3) Die Anschluss-Verbindungsstruktur gemäß 1) oder 2), wobei Eingriffsvorsprünge, die an den Kontakt-Anschlussabschnitten anliegen, in dem Einführanschluss-Körper ausgebildet sind.
  • 4) Die Anschluss-Verbindungsstruktur gemäß 3), wobei die Eingriffsvorsprünge umfassen: Führungsflächenabschnitte, die vordere Endabschnitte der Kontakt-Anschlussabschnitte zur Seite des Zungen-Anschlussabschnitts hin verschieben.
In order to achieve the object, the terminal connection structure according to the present invention has the following features 1) to 4).
  • 1) The terminal connection structure, wherein the terminal connection structure connects an insertion terminal to a female terminal, and the insertion terminal includes: an insertion terminal body formed into a flat plate shape; and a tongue terminal portion extending from a front end of the insertion port body in a direction for connection with the female terminal in the same plane as the insertion terminal body, the female terminal comprising: a female terminal body formed in a shape of a female terminal flat plate is formed; and a pair of contact terminal portions extending from a front end of the female terminal body in a direction to be connected to the insertion terminal in the same plane as the female terminal body, and the tongue terminal portion of the insertion terminal is interposed between the paired terminal lands. Terminal portions of the female terminal is positioned in the same plane as the plane in which the contact terminal portions extend, and the tongue terminal portion abuts the paired contact terminal portions.
  • 2) The terminal connection structure according to 1), wherein contact portions projecting in directions in which they face each other are formed in the contact terminal portions.
  • 3) The terminal connection structure according to 1) or 2), wherein engagement projections abutting the contact terminal portions are formed in the insertion terminal body.
  • 4) The terminal connecting structure according to 3), wherein the engaging projections include: guide surface portions that shift front end portions of the contact terminal portions toward the tongue terminal portion side.

Bei der Anschluss-Verbindungsstruktur, die den Aufbau in 1) hat, ist, da der Einführanschluss und der Aufnahmeanschluss in der gleichen Ebene angeordnet sind und so ineinandergepasst werden, dass sie miteinander in Kontakt kommen, die charakteristische Impedanz im Wesentlichen konstant. Dadurch werden ideale elektrische Eigenschaften im Wesentlichen ohne Reflektionen an einem Kontaktpunkt des Einführanschlusses und des Aufnahmeanschlusses erzielt.In the terminal connection structure having the structure in FIG. 1), since the insertion terminal and the receiving terminal are arranged in the same plane and fitted together so as to come in contact with each other, the characteristic impedance is substantially constant. As a result, ideal electrical properties are achieved substantially without reflections at a contact point of the insertion port and the receiving port.

Des Weiteren fließt, während bei einer Anschluss-Verbindungsstruktur, die den stimmgabelförmigen Aufnahmeanschluss der verwandten Technik aufweist, Strom, der ein Signal transportied, über einen Weg fließt, der von den Enden eines stimmgabelförmigen Aufnahmeanschlusses aus auf die Mitte des Einführanschlusses zu gerichtet ist, bei der Anschluss-Verbindungsstruktur der vorliegenden Erfindung Strom, der ein Signal transportiert, über einen geraden Weg, der den Einführanschluss und den Aufnahmeanschluss verbindet. Dies trägt so dazu bei, dass die Beeinträchtigung der elektrischen Eigenschaften verhindert wird.Further, while in a terminal connection structure having the related art tuning fork-shaped female terminal, current that carried a signal flows over a path directed toward the center of the insertion terminal from the ends of a tuning fork-shaped female terminal of the terminal connection structure of the present invention, current carrying a signal via a straight path connecting the insertion port and the receiving port. This contributes to preventing the deterioration of the electrical characteristics.

Bei der Anschluss-Verbindungsstruktur der vorliegenden Erfindung können der Einführanschluss und der Aufnahmeanschluss als Übertragungsleitungen vom Typ differentielle Streifenleitung (differential stripline) betrachtet werden. Bei der Anschluss-Verbindungsstruktur der vorliegenden Erfindung wird eine Änderung der physischen Form an dem Punkt, an dem der Einführanschluss und der Aufnahmeanschluss ineinandergepasst werden, eingeschränkt. Aufgrund der geringen Änderung der physischen Form ergeben sich hervorragende elektrische Eigenschaften.In the terminal connection structure of the present invention, the insertion terminal and the receiving terminal may be regarded as differential stripline type transmission lines. In the terminal connection structure of the present invention, a change of the physical shape at the point where the insertion terminal and the receiving terminal are fitted together is restricted. Due to the small change in the physical shape, excellent electrical properties result.

Bei der Anschluss-Verbindungsstruktur, die den Aufbau in 2) hat, kommen, wenn der Einführanschluss und der Aufnahmeanschluss ineinandergepasst werden, die in den Kontakt-Anschlussabschnitten des Aufnahmeanschlusses ausgebildeten Kontaktabschnitte in Kontakt mit dem Zungen-Anschlussabschnitt des Einführanschlusses, und so kann ein guter Leitungszustand erzielt werden.In the terminal connection structure having the structure in FIG. 2), when the insertion terminal and the accommodation terminal are fitted with each other, the contact portions formed in the contact terminal portions of the accommodation terminal come into contact with the tongue terminal portion of the insertion terminal, and so can a good Line state can be achieved.

Bei der Anschluss-Verbindungsstruktur, die den Aufbau in 3) hat, liegen, wenn der Einführanschluss und der Aufnahmeanschluss ineinandergepasst sind, die Kontakt-Anschlussabschnitte des Aufnahmeanschlusses an den Eingriffsvorsprüngen des Einführanschlusses an. Dementsprechend wird eine Form erzielt, die vorteilhaft für die Eigenschaften einer Hochfrequenz-Welle ist, die sich über die Oberfläche oder den Rand einer Übertragungsleitung ausbreitet.In the terminal connection structure having the structure in FIG. 3), when the insertion terminal and the accommodation terminal are fitted with each other, the contact terminal portions of the accommodation terminal abut on the engagement projections of the insertion terminal. Accordingly, a shape is achieved which is advantageous for the characteristics of a high frequency wave propagating over the surface or edge of a transmission line.

Bei der Anschluss-Verbindungsstruktur, die den Aufbau in 4) hat, werden, wenn der Einführanschluss und der Aufnahmeanschluss ineinandergepasst werden, die vorderen Enden der Kontakt-Anschlussabschnitte des Aufnahmeanschlusses durch Führungsflächenabschnitte der Eingriffsvorsprünge auf die Seite des Zungen-Anschlussabschnitts zu verschoben. Dementsprechend werden die Kontakt-Anschlussabschnitte an den Zungen-Anschlussabschnitt gepresst und kommen in engen Kontakt mit ihm, und damit wird zuverlässige Leitung erzielt.In the terminal connecting structure having the structure in FIG. 4), when the insertion terminal and the receiving terminal are fitted with each other, the front ends of the contact terminal portions of the female terminal are shifted toward the tongue terminal portion side by guide surface portions of the engagement projections. Accordingly, the contact terminal portions are pressed and come into close contact with the tongue terminal portion, and thus reliable conduction is achieved.

Vorteilhafte Effekte der ErfindungAdvantageous Effects of the Invention

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Anschluss-Verbindungsstruktur geschaffen werden, die digitale Hochgeschwindigkeitsübertragung ermöglicht und mit der gute elektrische Eigenschaften erzielt werden können.According to the present invention, a terminal connection structure can be provided which enables high-speed digital transmission and with which good electrical characteristics can be obtained.

Damit ist die vorliegende Erfindung kurz beschrieben worden. Im Weiteren werden beim Lesen der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen zum Umsetzen der Erfindung (im Folgenden als ”Ausführungsformen” bezeichnet) unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen die Details der vorliegenden Erfindung deutlicher ersichtlich.Thus, the present invention has been briefly described. Hereinafter, in reading the following description of embodiments for practicing the invention (hereinafter referred to as "embodiments"), the details of the present invention will become more apparent with reference to the accompanying drawings.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

1 ist eine Perspektivansicht, die eine Anschluss-Verbindungsstruktur gemäß einer Ausführungsform vor dem Ineinanderpassen darstellt. 1 FIG. 10 is a perspective view illustrating a terminal connection structure according to an embodiment before fitting. FIG.

2(a) und 2(b) sind Ansichten, die die Anschluss-Verbindungsstruktur gemäß der Ausführungsform darstellen, wobei 2(a) eine Perspektivansicht im Verlauf des Ineinanderpassens ist und 2(b) eine Perspektivansicht beim Ineinanderpassen ist. 2 (a) and 2 B) FIG. 11 is views illustrating the terminal connection structure according to the embodiment, wherein FIG 2 (a) is a perspective view in the course of mating and 2 B) is a perspective view when mating.

3(a) und 3(b) sind Diagramme, die die Wellenformen von Harmonischen zeigen. 3 (a) and 3 (b) are diagrams that show the waveforms of harmonics.

4 ist eine schematische Schnittansicht, die den Aufbau eines üblichen Koaxialkabels darstellt. 4 is a schematic sectional view illustrating the structure of a conventional coaxial cable.

5 ist eine schematische Schnittansicht, die den Aufbau einer üblichen Leiterplatte darstellt. 5 is a schematic sectional view illustrating the structure of a conventional circuit board.

6 ist eine Perspektivansicht eines Verbindungspunktes des Koaxialkabels und der Leiterplatte. 6 is a perspective view of a connection point of the coaxial cable and the circuit board.

7(a) und 7(b) sind Ansichten, die die Impedanz eines Anschlusses zeigen, wobei 7(a) eine schematische Ansicht ist, die die Impedanz des Koaxialkabels zeigt, und 7(b) eine schematische Ansicht ist, die die Impedanz einer Mikrostreifenleitung zeigt. 7 (a) and 7 (b) are views showing the impedance of a port, where 7 (a) is a schematic view showing the impedance of the coaxial cable, and 7 (b) Fig. 12 is a schematic view showing the impedance of a microstrip line.

8(a) und 8(b) zeigen TDR-Wellenformen, die die Impedanz-Kennlinie an einem Verbindungspunkt für einen Fall repräsentieren, in dem das Koaxialkabel und die Mikrostreifenleitung miteinander verbunden sind, wobei 8(a) die Impedanz-Kennlinie von dem Koaxialkabel aus gesehen zeigt und 8(b) die Impedanz-Kennlinie von der Mikrostreifenleitung aus gesehen zeigt. 8 (a) and 8 (b) FIG. 12 shows TDR waveforms representing the impedance characteristic at a connection point in a case where the coaxial cable and the microstrip line are connected to each other. FIG 8 (a) shows the impedance characteristic seen from the coaxial cable and 8 (b) shows the impedance characteristic as seen from the microstrip line.

9 ist eine schematische Strukturansicht, die ein vorausgesetztes Modell einer Übertragungsleitung zeigt. 9 Fig. 10 is a schematic structural view showing a presupposed model of a transmission line.

10(a) bis 10(e) sind Ansichten, die Ergebnisse der Prüfung der Impedanz beim Ineinanderpassen eines Einführanschlusses und eines stimmgabelförmigen Aufnahmeanschlusses zeigen, und 10(a) bis 10(e) sind Ansichten des Passzustandes des Einführanschlusses und des Aufnahmeanschlusses sowie der Impedanz in einem Zustand, in dem die Anordnung, Stellung und dergleichen der Anschluss-Verbindungsstruktur geändert werden. 10 (a) to 10 (e) FIGS. 11 and 13 are views showing results of impedance checking when fitting an insertion port and a tuning fork-shaped receiving port, and FIGS 10 (a) to 10 (e) FIG. 15 is views of the fitting state of the insertion port and the receiving port and the impedance in a state in which the arrangement, posture and the like of the terminal connection structure are changed.

11 ist eine Perspektivansicht, die die modellhaften Abmessungen der Anschluss-Verbindungsstruktur zeigt, die durch den Einführanschluss und den stimmgabelförmigen Aufnahmeanschluss gebildet wird. 11 Fig. 12 is a perspective view showing the model dimensions of the terminal connection structure formed by the insertion terminal and the tuning fork-shaped accommodation terminal.

12 ist eine schematische Schnittansicht, die eine differentielle Streifenleitung darstellt. 12 is a schematic sectional view illustrating a differential stripline.

13 ist eine Ansicht, die den Passzustand der Anschluss-Verbindungsstruktur gemäß der Ausführungsform und die Impedanz-Kennlinie zeigt. 13 FIG. 15 is a view showing the fitting state of the terminal connection structure according to the embodiment and the impedance characteristic. FIG.

Beschreibung von AusführungsformenDescription of embodiments

Im Folgenden werden Beispiele von Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.Hereinafter, examples of embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings.

Aufbau des Aufnahmeanschlusses und des EinführanschlussesStructure of the receiving connection and the insertion connection

Zunächst wird eine Anschluss-Verbindungsstruktur einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. 1 ist eine Perspektivansicht, die die Anschluss-Verbindungsstruktur gemäß der Ausführungsform vor dem Ineinanderpassen darstellt. 2(a) und 2(b) sind Ansichten, die die Anschluss-Verbindungsstruktur gemäß der Ausführungsform darstellen, wobei 2(a) eine Perspektivansicht im Verlauf des Ineinanderpassens ist und 2(b) eine Perspektivansicht beim Ineinanderpassen ist.First, a terminal connection structure of an embodiment according to the present invention will be described. 1 FIG. 10 is a perspective view illustrating the terminal connection structure according to the embodiment before fitting. FIG. 2 (a) and 2 B) FIG. 11 is views illustrating the terminal connection structure according to the embodiment, wherein FIG 2 (a) is a perspective view in the course of mating and 2 B) is a perspective view when mating.

Eine Anschluss-Verbindungsstruktur 11 gemäß der Ausführungsform besteht, wie in 1 dargestellt, aus einem Einführanschluss 12 und einem Aufnahmeanschluss 13. Der Einführanschluss 12 und der Aufnahmeanschluss 13 werden ausgebildet, indem an einer leitenden Metallplatte, die aus Kupfer, einer Kupferlegierung oder dergleichen besteht, Pressformen durchgeführt wird. Die Flächen des Einführanschlusses 12 und des Aufnahmeanschlusses 13, die ausgebildet werden, können auch mit Zinn, Gold, Nickel oder dergleichen plattiert werden. Des Weiteren sind der Einführanschluss 12 und der Aufnahmeanschluss 13 der vorliegenden Erfindung nicht auf das Nichtvorhandensein oder Vorhandensein einer Oberflächenbehandlung, wie beispielsweise Plattierung, beschränkt und unterliegen keinen Einschränkungen hinsichtlich des Typs der Oberflächenbehandlung, wenn die Oberflächenbehandlung durchgeführt wird. Die hinteren Endabschnitte des Einführanschlusses 12 und des Aufnahmeanschlusses 13 sind mit Verbindungsabschnitten (nicht dargestellt) versehen. Das Kabel eines Kabelbaums wird mit dem Verbindungsabschnitt verbunden. Der Einführanschluss 12 und der Aufnahmeanschluss 13 werden in Gehäusen aufgenommen, die Verbinder bilden. Wenn die Verbinder ineinandergepasst werden, werden der Einführanschluss 12 und der Aufnahmeanschluss 13 elektrisch miteinander verbunden.A connection connection structure 11 According to the embodiment, as in 1 shown, from an insertion port 12 and a female connector 13 , The insertion connection 12 and the recording connection 13 are formed by molding on a conductive metal plate made of copper, a copper alloy or the like. The surfaces of the insertion port 12 and the receiving connection 13 which are formed can also be plated with tin, gold, nickel or the like. Furthermore, the insertion port 12 and the recording connection 13 of the present invention are not limited to the absence or presence of a surface treatment such as plating and are not limited in the type of surface treatment when the surface treatment is performed. The rear end portions of the insertion port 12 and the receiving connection 13 are provided with connecting portions (not shown). The cable of a wiring harness is connected to the connection portion. The insertion connection 12 and the recording connection 13 are housed in housings that form connectors. When the connectors are mated, the insertion port becomes 12 and the recording connection 13 electrically connected to each other.

Der Einführanschluss 12 enthält einen Einführanschluss-Körper 21 und einen Zungen-Anschlussabschnitt 22. Der Einführanschluss-Körper 21 ist, wie in 1 gezeigt, in Form einer flachen Platte ausgebildet. Der Zungen-Anschlussabschnitt 22 ist an dem vorderen Endabschnitt des Einführanschluss-Körpers 21 ausgebildet und erstreckt sich von dem Mittelabschnitt des vorderen Endes des Einführanschluss-Körpers 21 aus. Der Zungen-Anschlussabschnitt 22 hat eine geringere Breitenabmessung als der Einführanschluss-Körper 21. Der Zungen-Anschlussabschnitt 22 ist in der gleichen Ebene ausgebildet wie der des Einführanschluss-Körpers 21. An dem Einführanschluss 12 sind Eingriffsvorsprünge 23 an beiden Seiten des Zungen-Anschlussabschnitts 22 am vorderen Ende des Einführanschluss-Körpers 21 ausgebildet. Die Eingriffsvorsprünge 23 sind mit Führungsflächenabschnitten 24 versehen, die so ausgebildet sind, dass sie sich zum hinteren Ende des Einführanschlusses 12 hin allmählich zur Seite der Mitte in der Breitenrichtung neigen.The insertion connection 12 includes an insertion port body 21 and a tongue connection section 22 , The insertion port body 21 is how in 1 shown formed in the form of a flat plate. The tongue connection section 22 is at the front end portion of the insertion port body 21 formed and extends from the central portion of the front end of the insertion port body 21 out. The tongue connection section 22 has a smaller width dimension than the insertion port body 21 , The tongue connection section 22 is formed in the same plane as that of the insertion port body 21 , At the insertion port 12 are engagement projections 23 on both sides of the tongue connection section 22 at the front end of the insertion port body 21 educated. The engagement projections 23 are with guide surface sections 24 provided, which are adapted to the rear end of the insertion 12 gradually slope to the side of the middle in the width direction.

Der Aufnahmeanschluss 13 enthält einen Aufnahmeanschluss-Körper 31 sowie ein Paar Kontakt-Anschlussabschnitte 32. Der Aufnahmeanschluss-Körper 31 ist in Form einer flachen Platte ausgebildet, und die paarigen Kontakt-Anschlussabschnitte 32 sind integral mit der Seite des vorderen Endes des Aufnahmeanschluss-Körpers 31 ausgebildet. Jeder der Kontakt-Anschlussabschnitte 32 ist in der gleichen Ebene wie der des Aufnahmeanschluss-Körpers 31 ausgebildet. Die Kontakt-Anschlussabschnitte 32 erstrecken sich von beiden Enden des vorderen Endes des Aufnahmeanschluss-Körpers 31 aus zu dem vorderen Ende hin. Die Breitenabmessungen der Kontakt-Anschlussabschnitte 32 nehmen von dem Aufnahmeanschluss-Körper 31 her zum vorderen Ende hin allmählich ab. Die Kontakt-Anschlussabschnitte 32 laufen in der Richtung des vorderen Endes auseinander. Die Kontakt-Anschlussabschnitte 32 weisen Kontaktabschnitte 33 auf, die in der Nähe des vorderen Endes derselben ausgebildet sind. Die Kontaktabschnitte 33 stehen dort, wo die Kontaktabschnitte 33 einander gegenüberliegen, nach innen hin vor. Der Zwischenraum zwischen den Kontaktabschnitten 33, die sich jeweils an den Kontakt-Anschlussabschnitten 32 befinden, ist geringfügig kleiner als die Breitenabmessung des Zungen-Anschlussabschnitts 22 des Einführanschlusses 12. Die Kontaktabschnitte 33 weisen Verjüngungsabschnitte 34 auf, die an der Seite des vorderen Endes der Kontakt-Anschlussabschnitte 32 ausgebildet sind. Die Verjüngungsabschnitte 34 verlaufen in der Richtung auf die Seite des hinteren Endes der Kontakt-Anschlussabschnitte 32 zu schräg in einer Richtung, in der sie sich einander nähern. Der vordere Endabschnitt jedes der Kontakt-Anschlussabschnitte 32 ist in einer Bogenform ausgebildet.The recording connection 13 contains a receiving connection body 31 and a pair of contact terminal portions 32 , The reception connection body 31 is formed in the form of a flat plate, and the paired contact terminal portions 32 are integral with the side of the front end of the female terminal body 31 educated. Each of the contact terminal sections 32 is in the same plane as that of the receiving connection body 31 educated. The contact connection sections 32 extend from both ends of the front end of the female terminal body 31 out to the front end. The width dimensions of the contact terminal sections 32 take from the receiving connection body 31 gradually towards the front end. The contact connection sections 32 diverge in the direction of the front end. The contact connection sections 32 have contact sections 33 on, which are formed near the front end thereof. The contact sections 33 Stand where the contact sections 33 facing each other, facing inwards. The gap between the contact sections 33 located respectively at the contact terminal portions 32 are slightly smaller than the width dimension of the tongue terminal portion 22 of the insertion port 12 , The contact sections 33 have rejuvenation sections 34 on the side of the front end of the contact terminal sections 32 are formed. The rejuvenation sections 34 extend in the direction of the side of the rear end of the contact terminal portions 32 too oblique in a direction in which they approach each other. The front end portion of each of the contact terminal portions 32 is formed in an arched shape.

Im Folgenden wird eine Struktur zum Ineinanderpassen und elektrischen Verbinden des Einführanschlusses 12 und des Aufnahmeanschlusses 13 beschrieben. The following is a structure for interfitting and electrically connecting the insertion port 12 and the receiving connection 13 described.

In einem Zustand, in dem der Zungen-Anschlussabschnitt 22 des Einführanschlusses 12 zur Seite des Kontakt-Anschlussabschnitts 32 des Aufnahmeanschlusses 13 hin gerichtet ist, können sich der Einführanschluss 12 und der Aufnahmeanschluss 13 einander nähern. Der vordere Endabschnitt des Zungen-Anschlussabschnitts 22 des Einführanschlusses 12 kommt dann in Kontakt mit den Verjüngungsabschnitten 34 des Aufnahmeanschlusses 13, und der Zungen-Anschlussabschnitt 22 wird zwischen den paarigen Kontakt-Anschlussabschnitten 32 geführt.In a state where the tongue connection section 22 of the insertion port 12 to the side of the contact terminal section 32 of the recording connection 13 directed, the insertion can 12 and the recording connection 13 approach each other. The front end portion of the tongue terminal portion 22 of the insertion port 12 then comes in contact with the rejuvenation sections 34 of the recording connection 13 , and the tongue connection section 22 is between the paired contact terminal sections 32 guided.

Wenn sich der Einführanschluss 12 und der Aufnahmeanschluss 13 einander weiter nähern können, wird, wie in 2(a) dargestellt, der Zungen-Anschlussabschnitt 22 des Einführanschlusses 12 zwischen den Kontakt-Anschlussabschnitten 32 des Aufnahmeanschlusses 13 eingeführt. Dementsprechend kommen die seitlichen Flächen des Zungen-Anschlussabschnitts 22 des Einführanschlusses 12 in Kontakt mit den Kontaktabschnitten 33 der Kontakt-Anschlussabschnitte 32.When the insertion port 12 and the recording connection 13 can approach each other, as in 2 (a) shown, the tongue connection section 22 of the insertion port 12 between the contact terminal sections 32 of the recording connection 13 introduced. Accordingly, the lateral surfaces of the tongue terminal portion come 22 of the insertion port 12 in contact with the contact sections 33 the contact terminal sections 32 ,

Wenn sich der Einführanschluss 12 und der Aufnahmeanschluss 13 einander weiter nähern können, wird, wie in 2(b) gezeigt, der Zungen-Anschlussabschnitt 22 des Einführanschlusses 12 zwischen den Kontakt-Anschlussabschnitten 32 des Aufnahmeanschlusses 13 weiter eingeführt. Dementsprechend kommt der vordere Endabschnitt des Zungen-Anschlussabschnitts 22 des Einführanschlusses 12 in Kontakt mit den seitlichen Flächen der Kontakt-Anschlussabschnitte 32 des Aufnahmeanschlusses 13. Des Weiteren schlagen die vorderen Endabschnitte der Kontakt-Anschlussabschnitte 32 des Aufnahmeanschlusses 13 an den Eingriffsvorsprüngen 23 an, die an der Seite des vorderen Endes des Einführanschluss-Körpers 21 des Einführanschlusses 12 ausgebildet sind. Dementsprechend werden die vorderen Endabschnitte der Kontakt-Anschlussabschnitte 32 des Aufnahmeanschlusses 13 durch die Führungsflächenabschnitte 24 der Eingriffsvorsprünge 23 in der Breitenrichtung zur Seite der Mitte hin verschoben, so dass die Kontaktabschnitte 33 an die seitlichen Flächen des Zungen-Anschlussabschnitts 22 gepresst werden und in engen Kontakt mit ihnen kommen.When the insertion port 12 and the recording connection 13 can approach each other, as in 2 B) shown, the tongue connection section 22 of the insertion port 12 between the contact terminal sections 32 of the recording connection 13 further introduced. Accordingly, the front end portion of the tongue terminal portion comes 22 of the insertion port 12 in contact with the side surfaces of the contact terminal portions 32 of the recording connection 13 , Furthermore, the front end portions of the contact terminal portions strike 32 of the recording connection 13 at the engagement projections 23 at the side of the front end of the insertion port body 21 of the insertion port 12 are formed. Accordingly, the front end portions of the contact terminal portions become 32 of the recording connection 13 through the guide surface sections 24 the engagement projections 23 shifted in the width direction to the side of the middle, so that the contact portions 33 to the lateral surfaces of the tongue connection section 22 be pressed and come in close contact with them.

Des Weiteren kommen, wenn der Einführanschluss 12 und der Aufnahmeanschluss 13, wie oben beschrieben, ineinandergepasst und miteinander verbunden werden, der Einführanschluss 12 und der Aufnahmeanschluss 13 an einer Vielzahl von Punkten in der gleichen Ebene in Kontakt miteinander und werden elektrisch miteinander verbunden.Furthermore, when the insertion port 12 and the recording connection 13 as described above, mated and connected together, the insertion port 12 and the recording connection 13 at a plurality of points in the same plane in contact with each other and are electrically connected.

Wirkungen und Effekte der vorliegenden ErfindungEffects and effects of the present invention

Im Folgenden werden die Wirkungen und Effekte der vorliegenden Erfindung anhand der Analyseergebnisse einer elektromagnetischen Simulationsanalyse beschrieben.Hereinafter, the effects and effects of the present invention will be described based on analysis results of an electromagnetic simulation analysis.

Mittels elektromagnetischer Simulationsanalyse analysierte ElementeElements analyzed by electromagnetic simulation analysis

Zunächst werden Elemente als ein mittels der elektromagnetischen Simulationsanalyse zu analysierender Gegenstand beschrieben. Bei einem Verbinder, der für digitale Hochgeschwindigkeitsübertragung mit einer Rate von mehreren Gbps eingesetzt wird, ist Stabilität elektrischer Eigenschaften, wie beispielsweise Impedanzanpassung oder Reduzierung von Rückflussdämpfung, dringend erforderlich. Wenn sich beispielsweise Impedanz um 25 Ω von einem Sollwert von 100 Ω unterscheidet, beträgt die Rückflussdämpfung ungefähr 19 dB, und ein Eingangssignal wird mit einem Verlust von ungefähr 10 Prozent übertragen. Wenn ein derartiger Fall an einer Vielzahl von Punkten eintritt, nimmt der Verlust weiter zu. Daher muss Dämpfung, die an einem Verbindungspunkt, wie beispielsweise einem Verbinder, auftritt, so weit wie möglich verringert werden.First, elements will be described as an object to be analyzed by the electromagnetic simulation analysis. In a connector used for high-speed digital transmission at a rate of several Gbps, stability of electrical characteristics such as impedance matching or reduction of return loss is urgently required. For example, if the impedance differs by 25 Ω from a setpoint of 100 Ω, the return loss is approximately 19 dB, and an input signal is transmitted at a loss of approximately 10 percent. If such a case occurs at a plurality of points, the loss continues to increase. Therefore, attenuation occurring at a connection point such as a connector must be reduced as much as possible.

Des Weiteren wird in einer Leitung für digitale Hochgeschwindigkeitsübertragung der dielektrische Verlust (ohmscher Verlust, der einem Material bei einer hohen Frequenz eigen ist) in einem Kabelquerschnitt dominant, und ein Großteil des Verlustes in einem Übertragungssystem wird durch den dielektrischen Verlust verursacht. Das heißt, wenn die digitale Hochgeschwindigkeits-Übertragungsleitung verlängert wird, wird der Großteil der Dämpfung durch das Kabel verursacht.Further, in a line for high-speed digital transmission, the dielectric loss (ohmic loss inherent in a material at a high frequency) becomes dominant in a cable cross-section, and much of the loss in a transmission system is caused by the dielectric loss. That is, when the high speed digital transmission line is extended, most of the attenuation is caused by the cable.

Wenn eine elektromagnetische Simulationsanalyse an einem für digitale Hochgeschwindigkeitsübertragung eingesetzten Verbinder als einem Gegenstand durchgeführt wird, muss der Verlust aufgrund einer Impedanzfehlanpassung und dielektrischer Verlust berücksichtigt werden. Daher werden bei der elektromagnetischen Simulationsanalyse derartige Verluste mittels einer Operation berechnet. Im Folgenden werden ein Ausdruck zur Berechnung des Energieverlustes aufgrund einer Impedanzfehlanpassung sowie ein Berechnungsausdruck dargestellt, mit dem ein akzeptabler Wert der Änderung von Impedanz an einem Verbindungsabschnitt, der für die gesamte Übertragungsleitung akzeptabel ist, anhand des Maßes der Signaldämpfung in der Übertragungsleitung aufgrund des dielektrischen Verlustes ermittelt wird. Die Berechnungsausdrücke werden bei der elektromagnetischen Simulationsanalyse eingesetzt.When performing electromagnetic simulation analysis on a connector used for high-speed digital transmission as an object, the loss due to impedance mismatch and dielectric loss must be taken into account. Therefore, in the electromagnetic simulation analysis such losses are calculated by means of an operation. The following is an expression for calculating the energy loss due to an impedance mismatch as well as a Calculation expression is provided, with which an acceptable value of the change of impedance at a connection portion, which is acceptable for the entire transmission line, determined by the degree of signal attenuation in the transmission line due to the dielectric loss. The calculation terms are used in the electromagnetic simulation analysis.

Berechnung von Energieverlust aufgrund von ImpedanzfehlanpassungCalculation of energy loss due to impedance mismatch

Ohne Wellenformung (waveform shaping) unter Verwendung von Filtern, Verstärkung oder dergleichen durchzuführen, und ohne mehrstufige Signalisierung (multi-level signaling) durchzuführen, beträgt eine Grenz-Bitrate, bei der Übertragung in einem sogenannten Differential Pair von Übertragungsleitungen aus Metall ungefähr 10 Gbps. Es wird davon ausgegangen, dass eine höhere Übertragungsrate in einem Bereich optischer Kommunikation liegt. In der folgenden Beschreibung wird auf eine allgemeine Definition in einem Fall von Übertragung mit einer Bit-Rate von 10 Gbps Bezug genommen.Without performing waveform shaping using filters, amplification, or the like, and without performing multi-level signaling, a limit bit rate when transmitting in a so-called differential pair of metal transmission lines is about 10 Gbps. It is believed that a higher transmission rate is in a range of optical communication. In the following description, a general definition is referred to in a case of transmission at a bit rate of 10 Gbps.

Eine Grundwelle bei 10 Gbps hat eine Frequenz von 5 GHz, und eine Wellenform, die durch Überlappen ungeradzahliger Harmonischer, wie beispielsweise einer dritten Harmonischen oder einer fünften Harmonischen, entsteht, wird als eine Signal-Wellenform bei 10 Gbps bezeichnet. Ein Bild von Signal-Wellenformen ist in 3(a) und 3(b) dargestellt.A fundamental at 10 Gbps has a frequency of 5 GHz, and a waveform resulting from overlapping odd harmonics such as a third harmonic or a fifth harmonic is called a signal waveform at 10 Gbps. An image of signal waveforms is in 3 (a) and 3 (b) shown.

In 3(a) ist die Wellenform der Grundwelle mit Linie L1 dargestellt, ist die Wellenform der dritten Harmonischen mit Linie L3 dargestellt, ist die Wellenform der fünften Harmonischen mit Linie L5 dargestellt und ist die Wellenform einer siebten Harmonischen mit Linie L7 dargestellt. Des Weiteren ist die Wellenform der Kombination aus der Grundwelle und der dritten Harmonischen mit Linie L13 dargestellt, ist die Wellenform der Kombination aus der Grundwelle und der dritten Harmonischen sowie der fünften Harmonischen mit Linie L135 dargestellt und ist die Wellenform der Kombination aus der Grundwelle und der dritten Harmonischen, der fünften Harmonischen sowie der siebten Harmonischen mit Linie L1357 dargestellt. Des Weiteren sind die Anstiegswinkel der Linien L13, L135 und L1357 in 3(a) (von Strichlinie umschlossene Bereiche) in einem in 3(b) gezeigten Diagramm vergrößert.In 3 (a) if the waveform of the fundamental is represented by line L1, the third harmonic waveform is shown by line L3, the fifth harmonic waveform is shown by line L5, and the seventh harmonic waveform is shown by line L7. Further, the waveform of the combination of the fundamental wave and the third harmonic is shown with line L13, the waveform of the combination of the fundamental wave and the third harmonic and the fifth harmonic is shown with line L135, and is the waveform of the combination of the fundamental wave and the third harmonic, the fifth harmonic and the seventh harmonic represented by line L1357. Furthermore, the angles of elevation of lines L13, L135 and L1357 are in 3 (a) (areas enclosed by dashed lines) in an in 3 (b) enlarged diagram shown.

Die Anzahl kombinierter ungeradzahliger Harmonischer (3-, 5- und 7-fach) nimmt, wie in 3(a) und 3(b) dargestellt, zu, und der Anstieg erhält eine steilere Neigung. Dies bedeutet, dass die Anstiegszeit eines Rechteckwellen-Signals das Band von Harmonischen vorgibt, das in der Rechteckwelle enthalten ist.The number of combined odd-numbered harmonics (3, 5, and 7-fold) decreases, as in 3 (a) and 3 (b) shown, and the slope gets a steeper slope. This means that the rise time of a square wave signal specifies the band of harmonics contained in the square wave.

Die Grundwelle hat, wie in 3(a) und 3(b) dargestellt), eine Frequenz von 5 GHz, und die Frequenzen der dritten Harmonischen, der fünften Harmonischen sowie der siebten Harmonischen, die harmonische Komponenten ungeradzahliger Vielfacher derselben sind, betragen 15 GHz, 25 GHz bzw. 35 GHz. Daraus wird ein ”Band, das für die maximale ungeradzahlige Harmonische in einem Fall erforderlich ist, in dem eine Rechteckwelle vorgegeben ist” ermittelt, und die Anstiegszeit kann anhand des Bandes vorgegeben werden. Die im Folgenden aufgeführten Ausdrücke schließen einen Ausdruck, mit dem die Anstiegszeit bei der dritten Harmonischen bestimmt wird, einen Ausdruck, mit dem die Anstiegszeit bei der fünften Harmonischen bestimmt wird, und einen Ausdruck ein, mit dem die Anstiegszeit bei der siebten Harmonischen bestimmt wird. Ausdruck 1

Figure DE112014003346T5_0002
The fundamental wave has, as in 3 (a) and 3 (b) 5 GHz, and the third harmonic, fifth harmonic, and seventh harmonic frequencies that are harmonic components of odd multiples thereof are 15 GHz, 25 GHz, and 35 GHz, respectively. From this, a "band required for the maximum odd-numbered harmonic in a case where a square wave is given" is detected, and the rise time can be given from the band. The terms below include an expression that determines the third harmonic rise time, an expression that determines the fifth harmonic rise time, and an expression that determines the seventh harmonic rise time. Expression 1
Figure DE112014003346T5_0002

Das heißt, je nach der Anstiegszeit eines erforderlichen Signals variiert ein erforderliches Band. Das heißt, es wird festgestellt, ob die dritte Harmonische zu berücksichtigen ist, die fünfte Harmonische zu berücksichtigen ist oder die siebte Harmonische zu berücksichtigen ist.That is, a required band varies depending on the rise time of a required signal. That is, it is determined whether to consider the third harmonic, to consider the fifth harmonic, or to consider the seventh harmonic.

Natürlich wird, wenn eine Übertragungsrate erhöht wird, die Länge eines Bits reduziert. Wenn eine Bitlänge reduziert wird, wird die für Anstieg verfügbare Zeit reduziert, und daher ist ein steilerer Anstieg erforderlich. Um einen steilen Anstieg zu realisieren, muss auch die Größenordnung zu berücksichtigender ungeradzahliger Harmonischer erhöht werden.Of course, when a transmission rate is increased, the length of one bit is reduced. When a bit length is reduced, the time available for increase is reduced, and therefore a steeper increase required. In order to realize a steep rise, the magnitude of odd-numbered harmonics to be considered must also be increased.

Des Weiteren nimmt, wenn eine Frequenz steigt, Dämpfung in einer Übertragungsleitung zu. Ein Hochfrequenz-Signal wird, wie oben beschrieben, durch eine zusammengesetzte Welle gebildet, die aus der ersten Harmonischen, die die Grundwelle ist, und einer ungeradzahligen Harmonischen besteht. Die Amplitude der dritten Harmonischen oder der fünften Harmonischen wird, wie aus 3(a) und 3(b) zu ersehen ist, gegenüber der Grundwelle erheblich reduziert. Das heißt, dass die Grundwelle gedämpft wird, die zusammengesetzte Welle selbst reduziert wird und dadurch die dritte Harmonische und die fünfte Harmonische gedämpft werden. Es ist, wie oben beschrieben, ersichtlich, dass der Amplitudenpegel (Maß der Dämpfung) der Grundwelle in signifikantem Zusammenhang mit der Form eines Signals steht.Further, as a frequency increases, attenuation in a transmission line increases. As described above, a high-frequency signal is constituted by a composite wave consisting of the first harmonic, which is the fundamental wave, and an odd-numbered harmonic. The amplitude of the third harmonic or the fifth harmonic becomes as shown 3 (a) and 3 (b) can be seen, compared to the fundamental wave significantly reduced. That is, the fundamental wave is attenuated, the composite wave itself is reduced, thereby attenuating the third harmonic and the fifth harmonic. It is apparent, as described above, that the amplitude level (amount of attenuation) of the fundamental wave is significantly related to the shape of a signal.

”Dämpfung des Signals” wird in den im Folgenden aufgeführten Ausdrücken unter Bezugnahme auf ein Koaxialkabel 40 beschrieben, wie es in 4 dargestellt ist. In 4 enthält das Koaxialkabel 40 einen inneren Leiter 41, einen Isolator 42, der den Außenumfang des inneren Leiters 41 abdeckt, sowie einen äußeren Leiter 43, der den Außenumfang des Isolators 42 abdeckt. Ausdruck 2

Figure DE112014003346T5_0003

f:
Frequenz [GHz]
tanδ:
dielektrische Verlusttangente
εr:
Dielektrizitätskonstante
a:
Radius des inneren Leiters
b:
Radius des äußeren Leiters
λ:
Wellenlänge
"Damping the signal" is used in the following terms with reference to a coaxial cable 40 described how it is in 4 is shown. In 4 contains the coaxial cable 40 an inner conductor 41 , an insulator 42 , which is the outer circumference of the inner conductor 41 covering, as well as an outer conductor 43 , which is the outer circumference of the insulator 42 covers. Expression 2
Figure DE112014003346T5_0003
f:
Frequency [GHz]
tans:
dielectric loss tangent
ε r:
permittivity
a:
Radius of the inner conductor
b:
Radius of the outer conductor
λ:
wavelength

Die Summe aus ”Leiterverlust” und ”dielektrischem Verlust” in den oben stehenden Ausdrücken ist das Maß der Signaldämpfung in einer idealen Übertragungsleitung (eine vollständig impedanzangepasste Übertragungsleitung). Wenn 5 GHz, das heißt, die Frequenz der Grundwelle, und die relative Dielektrizitätskonstante sowie die dielektrische Verlusttangente des Isolators 42 des Koaxialkabels 40 in die oben stehenden Ausdrücke eingesetzt werden, kann das Maß des Spannungsverlustes pro Längeneinheit berechnet werden.The sum of "conductor loss" and "dielectric loss" in the above expressions is the measure of signal attenuation in an ideal transmission line (a fully impedance matched transmission line). When 5 GHz, that is, the frequency of the fundamental wave, and the relative dielectric constant as well as the dielectric loss tangent of the insulator 42 of the coaxial cable 40 are used in the above expressions, the amount of stress loss per unit length can be calculated.

Beispielsweise beträgt, da für den Isolator eines üblichen Koaxialkabels Polytetrafluorethylen (PTFE) eingesetzt wird, bei dem es sich um einen Fluorkunststoff handelt, die relative Dielektrizitätskonstante desselben ungefähr 2,0 und beträgt die dielektrische Verlusttangente desselben ungefähr 0,0002. Des Weiteren wird, wenn ein Radius a des inneren Leiters 41 und ein Radius b des äußeren Leiters 43 des Koaxialkabels 40 anhand der Beziehung zwischen der Dicke des inneren Leiters 41, die in AWG (American wire gauge) angegeben wird, der charakteristischen Impedanz des Koaxialkabels 40 und dem Leiterverlust des inneren Leiters 41 bestimmt werden, ein Gesamtmaß des Verlustes wie folgt ermittelt.For example, since polytetrafluoroethylene (PTFE), which is a fluoroplastic, is used for the insulator of a conventional coaxial cable, the relative dielectric constant thereof is about 2.0 and the dielectric loss tangent thereof is about 0.0002. Furthermore, if a radius a of the inner conductor 41 and a radius b of the outer conductor 43 of the coaxial cable 40 based on the relationship between the thickness of the inner conductor 41 , which is given in AWG (American wire gauge), the characteristic impedance of the coaxial cable 40 and the conductor loss of the inner conductor 41 be determined, an overall measure of the loss determined as follows.

Ausdruck 3Expression 3

• umgekehrte Berechnung der Abmessungen des äußeren Leiters aus Impedanz des Koaxialkabels

Figure DE112014003346T5_0004
• Inverse calculation of the outer conductor dimensions from the impedance of the coaxial cable
Figure DE112014003346T5_0004

  • b = 0,75 mm b = 0.75 mm
  • a = 0.2295 mma = 0.2295 mm

• Berechnung von Leiterverlust anhand von Abmessungen des Koaxialkabels

Figure DE112014003346T5_0005
• Calculation of conductor loss based on dimensions of the coaxial cable
Figure DE112014003346T5_0005

• Dielektrischer Verlust

Figure DE112014003346T5_0006
• Dielectric loss
Figure DE112014003346T5_0006

• Gesamtverlust• total loss

  • Verlust = ac + ad = 1.4437 + 0.1287 ≈ 1.5724 (dB/m)Loss = a c + a d = 1.4437 + 0.1287 ≈ 1.5724 (dB / m)

Daraus ergibt sich, dass, wenn Übertragung in einem 5 m langen Kabel mit einem Leiterdurchmesser von Nr. 26 AWG vorausgesetzt wird, bei dem PTFE als der Isolator der Übertragungsleitung eingesetzt wird, der Verlust das Fünffache von 1,5724 dB/m beträgt und eine Dämpfung von 7,862 dB bei der Grundwelle auftritt.As a result, assuming transmission in a 5 m cable with a conductor diameter of # 26 AWG, using PTFE as the insulator of the transmission line, the loss is five times 1.5724 dB / m, and one Attenuation of 7.862 dB occurs at the fundamental.

Diese Berechnung wird für die Frequenz einer erforderlichen ungeradzahligen Harmonischen durchgeführt, der Verlust bei der Frequenz von 15 GHz der dritten Harmonischen beträgt 2,8866 dB/m, der Verlust bei der Frequenz von 25 GHz der fünften Harmonischen beträgt 3,8716 dB/m, und der Verlust bei der Frequenz von 35 GHz der siebten Harmonischen beträgt 4,7205 dB/m. Des Weiteren wird, wenn Übertragung über mehr als 5 m vorausgesetzt wird, die dritte Harmonische um 14,433 dB gedämpft, wird die fünfte Harmonische um 19,358 dB gedämpft und wird die siebte Harmonische um 23,603 dB gedämpft,This calculation is performed for the frequency of a required odd harmonics, the loss at the frequency of 15 GHz of the third harmonic is 2.8866 dB / m, the loss at the frequency of 25 GHz of the fifth harmonic is 3.8716 dB / m, and the loss at the frequency of 35 GHz of the seventh harmonic is 4.7205 dB / m. Furthermore, if more than 5 m transmission is assumed, the third harmonic is attenuated by 14.433 dB, the fifth harmonic is attenuated by 19.358 dB and the seventh harmonic is attenuated by 23.603 dB,

Was das Maß der Dämpfung jeder der ungeradzahligen Harmonischen angeht, so werden die fünfte Harmonische und die siebte Harmonische um ungefähr 20 dB gedämpft. Da die Amplitude bei der Dämpfung auf 1/100 reduziert wird, lässt sich sagen, dass die fünfte Harmonische oder die siebte Harmonische möglicherweise in einem Fall nicht berücksichtigt werden, in dem eine 5 m lange Übertragungsleitung vorausgesetzt wird. Im Unterschied dazu werden die Grundwelle und die dritte Harmonische um 15 dB oder weniger gedämpft. Wenn ein derartiges Maß der Dämpfung erreicht wird, kann, wenn die Dicke des Leiters im Vergleich zu Nr. 26 AWG vergrößert wird, wie sie hier vorausgesetzt ist, oder die dielektrischen Eigenschaften im Vergleich zu PTFE verbessert werden, Übertragung mit einem geringeren Maß an Dämpfung erzielt werden.As far as the degree of attenuation of each of the odd-numbered harmonics is concerned, the fifth harmonic and the seventh harmonic are attenuated by about 20 dB. Since the amplitude at the attenuation is reduced to 1/100, it can be said that the fifth harmonic or the seventh harmonic may not be considered in a case assuming a 5 m long transmission line. In contrast, the fundamental and third harmonics are attenuated by 15 dB or less. If such a degree of attenuation is achieved, if the thickness of the conductor is increased as compared to No. 26 AWG, as provided herein, or the dielectric properties are improved compared to PTFE, transmission can be achieved with a lower degree of attenuation be achieved.

Daher lässt sich sagen, dass als die Harmonische, die eine Rechteckwelle zur Übertragung mit einer Rate von 10 Gbps bildet, 5 GHz (erste Harmonische), das heißt, die Grundfrequenz, bis zur dritten Harmonischen mit einer Frequenz von 15 GHz in Betracht gezogen werden kann.Therefore, as the harmonic forming a rectangular wave for transmission at a rate of 10 Gbps, 5 GHz (first harmonic), that is, the fundamental frequency, up to the third harmonic at a frequency of 15 GHz, can be considered can.

Berechnung von akzeptablem Wert der Änderung der Impedanz bei elektromagnetischer SimulationsanalyseCalculation of acceptable value of impedance change in electromagnetic simulation analysis

Vorzugsweise ist die Impedanz in einer Übertragungsleitung konstant. Bei einer realen Übertragungsleitung wird jedoch ein Signal von einer Sendeseite über verschiedene Übertragungsleitungen, wie beispielsweise einen Verbindungsabschnitt eines Kabels oder einen Verbinder, gedruckte Verdrahtung auf einer Leiterplatte oder dergleichen, zu einer Empfangsseite übertragen. Des Weiteren hängt ein Abschnitt, in dem sich die Form oder der Typ einer derartigen Übertragungsleitung ändert, notwendigerweise mit abweichender Impedanz zusammen. Das in 4 dargestellte Koaxialkabel und eine Mikrostreifenleitung unterscheiden sich voneinander hinsichtlich der geplanten Impedanz-Größenordnung sowie der dreidimensionalen Form, und daher ist es schwierig, die Impedanz in einem Abschnitt, in dem sich der Typ der Übertragungsleitung ändert, genau auf einem konstanten Pegel zu halten. Im Folgenden werden ein Ausdruck zur Berechnung von Impedanz des Koaxialkabels sowie ein Ausdruck zur Berechnung von Impedanz der Mikrostreifenleitung beschrieben.Preferably, the impedance in a transmission line is constant. However, in a real transmission line, a signal from a transmission side is transmitted to a reception side via various transmission lines, such as a connection portion of a cable or a connector, printed wiring on a circuit board or the like. Furthermore, a portion in which the shape or type of such a transmission line changes necessarily depends on deviating impedance. This in 4 shown coaxial cable and a microstrip line differ from each other in terms of the planned impedance magnitude and the three-dimensional shape, and therefore, it is difficult to keep the impedance at a constant level in a portion where the type of transmission line changes. The following describes an expression for calculating the impedance of the coaxial cable and a term for calculating the impedance of the microstrip line.

Ausdruck zur Berechnung von Impedanz des KoaxialkabelsExpression for calculating the impedance of the coaxial cable

Ausdruck 4

Figure DE112014003346T5_0007
Expression 4
Figure DE112014003346T5_0007

Bei dem Ausdruck zur Berechnung von Impedanz des Koaxialkabels kommt das gleiche Prinzip wie bei dem Koaxialkabel zum Einsatz, das bei der oben stehenden Beschreibung bezüglich des Verlustes verwendet wird. Wenn die gleichen Abmessungen und die gleiche Dielektrizitätskonstante (a = 0,459 mm, b = 1,5 mm, εr = 2,0) verwendet werden, hat das Koaxialkabel aus Draht Nr. 26 AWG eine charakteristische Impedanz von 50,24 Ω.The term for calculating the impedance of the coaxial cable uses the same principle as the coaxial cable used in the description above regarding the loss. When the same dimensions and dielectric constant (a = 0.459 mm, b = 1.5 mm, ε r = 2.0) are used, the coaxial cable made of wire No. 26 AWG has a characteristic impedance of 50.24 Ω.

Ausdruck zur Berechnung von Impedanz der MikrostreifenleitungExpression for calculating the impedance of the microstrip line

Ausdruck 5

Figure DE112014003346T5_0008
Expression 5
Figure DE112014003346T5_0008

Bei dem Ausdruck zur Berechnung von Impedanz der Mikrostreifenleitung werden, wie in 5 dargestellt, die Abmessungen der einfachsten Leiterplatten-Übertragungsleitung auf Basis der im Folgenden aufgeführten Bedingungen berechnet. Bei einer Mikrostreifenleitung 50 in 5 befindet sich eine Signalleitung 51 an der oberen Fläche eines Isolators 52, und eine Masse 53 befindet sich an der unteren Fläche desselben.In the expression for calculating impedance of the microstrip line, as in 5 The dimensions of the simplest printed circuit board transmission line are calculated based on the following conditions. In a microstrip line 50 in 5 there is a signal line 51 on the upper surface of an insulator 52 , and a mass 53 is located on the lower surface of the same.

Berechnungsbedingungencalculation conditions

  • 1) Angestrebt wird eine charakteristische Impedanz von 50 Ω.1) The aim is a characteristic impedance of 50 Ω.
  • 2) Der Durchmesser (0,459 mm) des inneren Leiters 41 des Koaxialkabels 40 und die Breite der Signalleitung 51 der Mikrostreifenleitung 50 werden genähert.2) The diameter (0.459 mm) of the inner conductor 41 of the coaxial cable 40 and the width of the signal line 51 the microstrip line 50 are approached.
  • 3) Die relative Dielektrizitätskonstante des Isolators 52 wird auf εr = 4,5 von FR4 festgelegt, bei dem es sich um ein übliches Material für Leiterplatten handelt.3) The relative dielectric constant of the insulator 52 is set to ε r = 4.5 of FR4, which is a common material for printed circuit boards.

Unter diesen Bedingungen wird für die Dicke (h) des Isolators 52, mit der eine charakteristische Impedanz von 50 Ω genähert wird, 0,275 mm ermittelt. Dabei beträgt die charakteristische Impedanz 50,2 Ω und entspricht damit im Wesentlichen der charakteristischen Impedanz des Koaxialkabels 40.Under these conditions, for the thickness (h) of the insulator 52 with which a characteristic impedance of 50 Ω is approximated, determined to be 0.275 mm. The characteristic impedance is 50.2 Ω and thus essentially corresponds to the characteristic impedance of the coaxial cable 40 ,

Die Mikrostreifenleitung 50 (siehe 5), die mit den hier ermittelten Abmessungen und Materialeigenschaften (relative Dielektrizitätskonstante) ausgeführt wird, wird mit dem Koaxialkabel 40 (siehe 4) verbunden, und die charakteristische Impedanz für einen Fall, in dem sich die Form der Übertragungsleitung ändert, wird mittels Zeitbereichsreflektometrie-Analyse (time domain reflectometry (TDR) analysis) geprüft. Die Ergebnisse werden unter Bezugnahme auf 6 bis 8(b) beschrieben.The microstrip line 50 (please refer 5 ), which is performed with the dimensions and material properties (relative dielectric constant) determined here, is achieved with the coaxial cable 40 (please refer 4 ), and the characteristic impedance for a case where the shape of the transmission line is checked by time domain reflectometry (TDR) analysis. The results are explained with reference to 6 to 8 (b) described.

6 ist eine Perspektivansicht, die einen Zustand darstellt, in dem das Koaxialkabel und die Mikrostreifenleitung miteinander verbunden sind. Das Koaxialkabel und die Mikrostreifenleitung, die in 6 dargestellt sind, sind Übertragungsleitungen, die im Wesentlichen die gleiche charakteristische Impedanz haben und vollständig verschiedene Formen haben. Für die Übertragungsleitungen wird der Wert der charakteristischen Impedanz an jedem Anschluss wie folgt ermittelt. Das heißt, in einem Querschnitt des Koaxialkabels in der Nähe des freiliegenden inneren Leiters 41, wie er in 7(a) dargestellt ist, beträgt der Wert der charakteristischen Impedanz 50,27 Ω. In einem Querschnitt der Mikrostreifenleitung in der Nähe des freiliegenden inneren Leiters 41, wie er in 7(b) dargestellt ist, beträgt der Wert der charakteristischen Impedanz hingegen 50,57 Ω. Diese Werte weichen geringfügig von denjenigen ab, die mit den oben stehenden Berechnungsausdrücken berechnet werden. 6 FIG. 15 is a perspective view illustrating a state in which the coaxial cable and the microstrip line are connected to each other. FIG. The coaxial cable and the microstrip line used in 6 are transmission lines that have substantially the same characteristic impedance and have completely different shapes. For the transmission lines, the value of the characteristic impedance at each terminal is determined as follows. That is, in a cross section of the coaxial cable near the exposed inner conductor 41 as he is in 7 (a) is shown, the value of the characteristic impedance is 50.27 Ω. In a cross section of the microstrip line near the exposed inner conductor 41 as he is in 7 (b) On the other hand, the value of the characteristic impedance is 50.57 Ω. These values differ slightly from those calculated using the above calculation expressions.

Des Weiteren stellen 8(a) und 8(b) TDR-Wellenformen dar, die die Impedanz-Kennlinie an einem Verbindungspunkt in einem Fall zeigen, in dem das Koaxialkabel und die Mikrostreifenleitung, die im Wesentlichen die gleiche charakteristische Impedanz haben, miteinander verbunden sind. In einem Fall, in dem Verbindung von der charakteristischen Impedanz der Übertragungsleitung von 50,27 Ω an der Seite des Koaxialkabels zu 50,57 Ω an der Seite der Mikrostreifenleitung hergestellt wird, wird, wie in 8(a) dargestellt, die charakteristische Impedanz an dem Verbindungspunkt nicht um 0,3 Ω erhöht, sondern wird um ungefähr 0,6 Ω auf 49,68 Ω verringert und wird dann auf ungefähr 50,8 Ω erhöht, das heißt, über die Impedanz der Mikrostreifenleitungs-Übertragungsleitung. Desgleichen wird, wenn Verbindung von der charakteristischen Impedanz der Übertragungsleitung von 50,57 Ω an der Seite der Mikrostreifenleitung zu 50,27 Ω an der Seite des Koaxialkabels hergestellt wird, wie in 8(b) dargestellt, die charakteristische Impedanz nicht von 50,57 Ω an der Seite der Mikrostreifenleitung um 0,3 Ω auf 50,27 Ω an der Seite des Koaxialkabels verringert, sondern wird an dem Verbindungspunkt um ungefähr 0,6 Ω auf 49,99 Ω verringert und wird dann auf 50,85 Ω erhöht, das heißt, über 50,27 Ω. Es lässt sich sagen, dass, wenn, wie oben beschrieben, Übertragungsleitungen mit unterschiedlichen Formen miteinander verbunden werden, da die physischen Formen, die die charakteristischen Impedanzen der Übertragungsleitungen bestimmen, einander an dem Verbindungsabschnitt beeinflussen, die Impedanzanpassung zusammenbricht.Furthermore, ask 8 (a) and 8 (b) TDR waveforms showing the impedance characteristic at a connection point in a case where the coaxial cable and the microstrip line having substantially the same characteristic impedance are connected to each other. In a case where the characteristic impedance of the transmission line is made from 50.27 Ω at the side of the coaxial cable to 50.57 Ω at the microstrip line side, as shown in FIG 8 (a) is not increased by 0.3 Ω at the connection point, but is reduced by approximately 0.6 Ω to 49.68 Ω, and is then increased to approximately 50.8 Ω, that is, via the impedance of the microstrip line. transmission line. Likewise, when connection is made from the characteristic impedance of the transmission line of 50.57 Ω on the side of the microstrip line to 50.27 Ω on the side of the coaxial cable, as in FIG 8 (b) is not reduced from 50.57 ohms on the side of the microstrip line by 0.3 ohms to 50.27 ohms on the side of the coaxial cable, but is reduced by approximately 0.6 ohms to 49.99 ohms at the connection point and is then increased to 50.85 Ω, that is, above 50.27 Ω. It can be said that, as described above, when transmission lines of different shapes are connected to each other, since the physical shapes that determine the characteristic impedances of the transmission lines affect each other at the connection portion, the impedance matching collapses.

Im Folgenden wird die Auswirkung einer oben beschriebenen Änderung der charakteristischen Impedanz auf ein Signal betrachtet, das sich über eine Übertragungsleitung ausbreitet. Bei dem oben beschriebenen Beispiel ist eine Änderung der Impedanz von 1,1 Ω an dem Verbindungspunkt an der Seite der Mikrostreifenleitung dargestellt und ist eine Änderung der Impedanz von ungefähr 0,8 Ω an der Seite des Koaxialkabels dargestellt. Die Änderung der Impedanz kann in den folgenden Ausdrücken für einen Reflexionsfaktor (Rückflussdämpfung) eingesetzt werden. Ausdruck 6

Figure DE112014003346T5_0009

Z0:
Charakteristische Impedanz in jeder Übertragungsleitung
Z:
minimale Impedanz an Änderungspunkt
The following will consider the effect of a characteristic impedance change described above on a signal propagating through a transmission line. In the example described above, a change in the impedance of 1.1 Ω is shown at the connection point on the side of the microstrip line, and a change in the impedance of approximately 0.8 Ω is shown on the side of the coaxial cable. The change in impedance can be used in the following expressions for a reflection factor (return loss). Expression 6
Figure DE112014003346T5_0009
Z 0 :
Characteristic impedance in each transmission line
Z:
minimum impedance at change point

Wenn die charakteristische Impedanz jeder TDR-Wellenform vor und nach dem Verbindungspunkt (jede Übertragungsleitung) und die minimale Impedanz an dem Verbindungspunkt in die oben aufgeführten Berechnungsausdrücke eingesetzt werden und Berechnungen durchgeführt werden, beträgt der maximale Reflexionsfaktor Γ 0,012 und beträgt der minimale Reflexionsfaktor 0,008. Anhand der Reflexionsfaktoren wird die Spannungs-Rückflussdämpfung des Eingangssignals mit maximal 19,21 dB und minimal 20,97 dB ermittelt. Als Verhältnis betrachtet wird ungefähr 1/100 der Spannung reflektiert und damit nicht übertragen.When the characteristic impedance of each TDR waveform before and after the connection point (each transmission line) and the minimum impedance at the connection point are set in the above calculation terms and calculations are performed, the maximum reflection factor Γ is 0.012 and the minimum reflection factor is 0.008. Based on the reflection factors, the voltage-return loss of the input signal is determined to a maximum of 19.21 dB and a minimum of 20.97 dB. As a ratio, approximately 1/100 of the voltage is reflected and thus not transmitted.

Dies ist nur hinsichtlich des numerischen Wertes ein sehr geringer Verlust. Jedoch wird beschrieben, dass, selbst wenn Übertragungsleitungen miteinander verbunden werden, die nahezu die gleiche charakteristische Impedanz haben, ein Signal nicht zu 100% übertragen wird und in jedem Fall Reflexionen auftreten. Wenn beispielsweise HDMI (eingetragenes Warenzeichen), das heißt, ein Standard für Hochgeschwindigkeits-Übertragung digitaler Signale, zur Veranschaulichung herangezogen wird, beträgt in einem Fall, in dem die charakteristische Impedanz der Übertragungsleitung 100 Ω beträgt und eine Änderung der Impedanz in der Übertragungsleitung ±25 Ω (125 Ω oder 75 Ω) beträgt, ein Reflexionsfaktor Γ bei 125 Ω 0,11 und beträgt eine Rückflussdämpfung ungefähr 9,59 dB, und beträgt ein Reflexionsfaktor Γ bei 75 Ω 0,14 und beträgt eine Rückflussdämpfung 8,54 dB, so dass ein 1/10 Energie nicht übertragen wird, sondern verlorengeht.This is a very small loss only in terms of the numerical value. However, it is described that, even when transmission lines are connected to each other, which have almost the same characteristic impedance, a signal is not transmitted to 100% and in any case reflections occur. For example, when HDMI (Registered Trade Mark), that is, a standard for high-speed transmission of digital signals, is used for illustration, in a case where the characteristic impedance of the transmission line is 100 Ω and a change in impedance in FIG Transmission line ± 25 Ω (125 Ω or 75 Ω), a reflection factor Γ at 125 Ω is 0.11 and a return loss is approximately 9.59 dB, and a reflection factor Γ at 75 Ω is 0.14 and a return loss is 8.54 dB, so that a 1/10 energy is not transmitted, but lost.

Da ein Punkt, an dem sich Impedanz ändert, an jedem Punkt auftritt, an dem sich die Form der Übertragungsleitung ändert, müssen sämtliche Reflexionen an mehreren bis mehreren zehn Änderungspunkten, die in den Übertragungsleitungen vorhanden sind, wie beispielsweise Verbindern, die an einer Platte installiert sind, Anschlussabschnitte, an denen Einführ- und Aufnahmeverbinder ineinandergepasst werden, an einem Verbindungsabschnitt eines Verbinders und eines Kabels und dergleichen berücksichtigt werden. Des Weiteren sind, wie ebenfalls oben im Abschnitt ”Mittels elektromagnetischer Simulationsanalyse analysierte Elemente” beschrieben, Verluste aufgrund des Isolators eingeschlossen. Daher liegt auf der Hand, dass eine Änderung der Impedanz an jeder Stelle so weit wie möglich eingeschränkt werden muss.Since a point at which impedance changes occurs at every point where the shape of the transmission line changes, all reflections must occur at several to several ten points of change existing in the transmission lines, such as connectors installed on a board are taken into account, terminal portions, at which male and female connectors are mated, at a connecting portion of a connector and a cable, and the like. Furthermore, as also described above in the section "Elements analyzed by means of electromagnetic simulation analysis", losses due to the insulator are included. Therefore, it is obvious that a change in the impedance at each point must be restricted as much as possible.

Modell elektromagnetischer SimulationsanalyseModel of electromagnetic simulation analysis

9 stellt eine Übertragungsleitung dar, die als Modell zum Durchführen einer elektromagnetischen Simulationsanalyse dient. In 9 sind die zwei Mikrostreifenleitungen 50 jeweils über Leiterplattenanschluss-Verbinder 91 mit den Koaxialkabeln 40 verbunden, und die zwei Koaxialkabel 40 sind über einen Zwischenverbinder 92 miteinander verbunden. Des Weiteren stellt ein Punkt a in 9 einen Verbindungspunkt der Signalleitung 51 der Mikrostreifenleitung 50 und des Anschlusses des Leiterplattenanschluss-Verbinders 91 an der Seite der Leiterplatte dar, stellt ein Punkt b einen Verbindungspunkt des Anschlusses des Leiterplattenanschluss-Verbinders 91 an der Seite der Leiterplatte und des Anschlusses des Leiterplattenanschluss-Verbinders 91 an der Seite des Kabels dar, stellt ein Punkt c einen Verbindungspunkt des Anschlusses des Leiterplattenanschluss-Verbinders 91 an der Seite des Kabels und des inneren Leiters 41 des Koaxialkabels dar, und stellt ein Punkt d einen beliebigen Punkt an dem Koaxialkabel 40 dar. Weitere Details der Übertragungsleitung in 9 werden im Folgenden beschrieben.

  • Verbinder-Anschlussabschnitt: drei Punkte (zwei Punkte für Anschluss von Leiterplatte und ein Punkt für Zwischenverbindung)
  • Gesamtkabellänge: 5 m
  • Durchmesser des Mittelleiters des Kabels: Draht Nr. 26 AWG (relative Dielektrizitätskonstante des Isolators εr: 2, dielektrische Verlusttangente tanδ: 0,0002)
  • Typ des Kabels: abgeschirmtes Differential-Pair-Kabel (SATA type double drain)
  • Gesamt-Übertragungsverlust: innerhalb von 1/8 (Spannungsverlust von 9,0309 dB) der Amplitude der Grundwelle an dem Empfangsende
  • Impedanz der Übertragungsleitung: 100 Ω (Differential)
9 represents a transmission line that serves as a model for performing an electromagnetic simulation analysis. In 9 are the two microstrip lines 50 each via PCB connector 91 with the coaxial cables 40 connected, and the two coaxial cables 40 are via an interconnector 92 connected with each other. Furthermore, a point a in 9 a connection point of the signal line 51 the microstrip line 50 and the connection of the PCB connector 91 at the side of the circuit board, a point b represents a connection point of the terminal of the circuit board connector 91 on the side of the PCB and the connector of the PCB connector 91 at the side of the cable, a point c represents a connection point of the terminal of the circuit board connector 91 on the side of the cable and the inner conductor 41 of the coaxial cable, and represents a point d any point on the coaxial cable 40 Further details of the transmission line in 9 are described below.
  • Connector connection section: three points (two points for connection of circuit board and one point for interconnection)
  • Total cable length: 5 m
  • Diameter of the center conductor of the cable: Wire No. 26 AWG (relative dielectric constant of the insulator ε r : 2, dielectric loss tangent tanδ: 0.0002)
  • Type of cable: shielded differential pair cable (SATA type double drain)
  • Total transmission loss: within 1/8 (voltage loss of 9.0309 dB) of the amplitude of the fundamental at the receiving end
  • Transmission line impedance: 100 Ω (differential)

Wie oben in dem Abschnitt ”Energieverlust aufgrund einer Impedanzfehlanpassung” beschrieben, beträgt, wenn Berechnungen in einem Fall durchgeführt werden, in dem εr des PTFE in Draht Nr. 26 AWG 2 beträgt und der tanδ desselben 0,0002 beträgt, der Verlust an dem Einzelkabel (d) ungefähr 1,5724 dB/m und tritt eine Dämpfung von 7,8620 dB in einer 5 m langen Übertragungsleitung auf. Das akzeptable Maß des Verlustes an dem Verbinderabschnitt (ax2 + bx3 + cx4) beträgt 1,1689 dB und wird ermittelt, indem der Verlust von 7,8620 dB nur des Kabels von dem Gesamtübertragungsverlust von 9,0309 dB subtrahiert wird.As described above in the section "Energy loss due to impedance mismatching", when calculations are made in a case where εr of PTFE in wire No. 26 is AWG 2 and the tanδ thereof is 0.0002, the loss on the single cable is (d) about 1.5724 dB / m and attenuation of 7.8620 dB occurs in a 5 m long transmission line. The acceptable level of loss at the connector section (ax2 + bx3 + cx4) is 1.1689 dB and is determined by subtracting the loss of 7.8620 dB of only the cable from the total transmission loss of 9.0309 dB.

Von den drei Typen von Verbindungspunkten der Punkte a, b und c, sind die Punkte a und c Verbindungspunkte des Plattenanschluss-Verbinders 91 und des Koaxialkabels 40 oder der Mikrostreifenleitung 50 und unterscheiden sich von den Einpass-Punkten des Verbinders, bei dem die Anschluss-Verbindungsstruktur der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird. Dabei wird für jeden der Punkte a und c Verbindung mit idealer Impedanz vorausgesetzt, und es wird angenommen, dass an jedem Punkt der maximale Betrag der Änderung der Impedanz von 1,1 Ω vorliegt, wie er oben in dem Abschnitt über die Rückflussdämpfung besprochen wird.Of the three types of connection points of points a, b, and c, points a and c are connection points of the disk connector 91 and the coaxial cable 40 or the microstrip line 50 and differ from the fitting points of the connector to which the terminal connection structure of the present invention is applied. Here, for each of points a and c, ideal impedance connection is assumed, and it is assumed that at each point there is the maximum amount of impedance change of 1.1Ω as discussed above in the section on return loss.

Die Anzahl der Punkte a beträgt zwei, und die Anzahl der Punkte c beträgt vier. Daher ergibt die Summe der Anzahl der Punkte a und c 6, und wenn angenommen wird, dass aufgrund einer Zunahme und einer Abnahme der Impedanz an jedem der Punkte zwei Reflexionen vorliegen und die Reflexionen in den Verlust der Amplitude (Spannung) eines Signals umgewandelt werden, wird die Rückflussdämpfung in diesem Fall wie folgt ermittelt. Ausdruck 7

Figure DE112014003346T5_0010

Z0:
Charakteristische Impedanz in jeder Übertragungsleitung
Z:
minimale Impedanz an Änderungspunkt
|Γ| = 98.9 – 100 / 98.9 + 100 = 0.0055, |Γ| = 101.1 – 100 / 101.1 + 100 = 0.0055 –10 log( 1 / 1 – 0.0055) = 0.0239 [dB], 0.0239 × 6Punkte × 2-mal = 0.2868[dB] The number of points a is two, and the number of points c is four. Therefore, the sum of the number of points a and c gives 6, and it is assumed that there are two reflections due to an increase and a decrease in the impedance at each of the points, and the reflections are converted into the loss of the amplitude (voltage) of a signal, In this case, the return loss is determined as follows. Expression 7
Figure DE112014003346T5_0010
Z 0 :
Characteristic impedance in each transmission line
Z:
minimum impedance at change point
| Γ | = 98.9 - 100 / 98.9 + 100 = 0.0055, | Γ | = 101.1 - 100 / 101.1 + 100 = 0.0055 -10 log (1/1 - 0.0055) = 0.0239 [dB], 0.0239 × 6 points × 2 times = 0.2868 [dB]

Daher beträgt der akzeptable Gesamtwert der Dämpfung an den drei Punkten der Verbinder-Passabschnitte der Punkte b 0,8821 dB und wird ermittelt, indem 0,2868 dB von dem Maß der Dämpfung von 1,1689 dB subtrahiert wird, das an dem Verbinderabschnitt akzeptabel ist, und beträgt der akzeptable Verlust an dem Verbinder-Passabschnitt 0,294 dB, das heißt 1/3 davon. Wenn eine umgekehrte Operation durchgeführt wird, um den Wert Ω der akzeptablen Änderung der Impedanz aus dem hier ermittelten akzeptablen Betrag der Dämpfung von 0,2940 dB aufgrund einer Änderung der Impedanz an dem Verbinder-Passabschnitt zu ermitteln, ist eine einzelne Änderung in einem Impedanzbereich zwischen 88 Ω und 114 Ω mit einem Reflexionsfaktor Γ von 0,0655 akzeptabel. Darüberhinaus kann, wenn eine Vielzahl von Änderungen auftritt, Bestimmung auf Basis eines Betrages der Dämpfung durchgeführt werden, der ermittelt wird, indem ein unterer Betrag der Änderung der Impedanz und die Anzahl von Änderungen synthetisiert werden.Therefore, the acceptable total attenuation value at the three points of the connector mating portions of the points b is 0.8821 dB, and is found by subtracting 0.2868 dB from the amount of attenuation of 1.1689 dB that is acceptable at the connector portion and the acceptable loss at the connector mating section is 0.294 dB, that is 1/3 thereof. When a reverse operation is performed to determine the value Ω of the acceptable change in impedance from the 0.2440 dB acceptable amount of attenuation determined here, due to a change in impedance at the connector mating portion, a single change in impedance range is 88 Ω and 114 Ω with a reflection factor Γ of 0.0655 acceptable. Moreover, when a plurality of changes occur, determination can be made on the basis of an amount of attenuation that is detected by synthesizing a lower amount of change in impedance and the number of changes.

Ergebnisse der Analyse und Erläuterung von Anschluss-Verbindungsstruktur mit stimmgabelförmigem Aufnahmeanschluss der verwandten TechnikResults of Analysis and Explanation of Related Art Fork Connection Receptacle Terminal Structure

Wenn sich die Form einer Übertragungsleitung ändert, ändert sich, wie oben beschrieben, die Impedanz, treten Reflexionen auf und kommt es zu Verlust des Übertragungssignals. Dies wird einer elektromagnetischen Simulationsanalyse unter Verwendung eines Modells unterzogen, bei dem ein Anschluss mit zwei Kanten, bei dem es sich um einen stimmgabelförmigen Aufnahmeanschluss der verwandten Technik handelt, an dem Punkt b des oben beschriebenen ”Modells für elektromagnetische Simulationsanalyse” eingesetzt wird. 10(a) bis 10(e) stellen Modelle für elektromagnetische Simulationsanalyse und Ergebnisse der Analyse der Modelle dar. 10(a) bis 10(e) zeigen die Analyseergebnisse der elektromagnetischen Simulationsanalyse, die durchgeführt wird, indem die Anordnung und die Formen der Anschlüsse mit zwei Kanten (Aufnahmeanschluss) und eines dazwischen befindlichen Anschlusses (Einführanschluss) auf verschiedene Weise geändert werden.As the shape of a transmission line changes, as described above, the impedance changes, reflections occur and loss of the transmission signal occurs. This is subjected to electromagnetic simulation analysis using a model in which a two-edge connector, which is a related-art tuning fork-shaped connector, is used at point b of the "model for electromagnetic simulation analysis" described above. 10 (a) to 10 (e) represent models for electromagnetic simulation analysis and results of the analysis of the models. 10 (a) to 10 (e) 12 show the analysis results of the electromagnetic simulation analysis performed by variously changing the arrangement and shapes of the two-edge (receiving) terminals and a terminal (insertion terminal) therebetween.

11 zeigt schematisch die Abmessungen der Anschlüsse in den Beispielen in 10(a) bis 10(e). Die linke und die rechte Seite in 11 dienen als Anschlüsse, die zulassen, dass ein Hochfrequenz-Signal oszilliert, und wurden jeweils auf eine differentielle charakteristische Impedanz von 100 Ω festgelegt. Der Abstand der Anschlüsse, die Eigenschaften des umschließenden Isolatormaterials und dergleichen wurden unter Verwendung eines Verfahrens zum Ausführen einer Streifenleitung bestimmt. Der Aufbau der Streifenleitung wird darüberhinaus weiter unten unter Bezugnahme auf 11 beschrieben. 11 schematically shows the dimensions of the terminals in the examples in 10 (a) to 10 (e) , The left and the right side in 11 serve as terminals that allow a high-frequency signal to oscillate and have each been set to a differential characteristic impedance of 100 Ω. The pitch of the terminals, the properties of the enclosing insulator material, and the like were determined using a method of performing a stripline. The structure of the strip line will be further described below with reference to FIG 11 described.

10(a) und 10(b) stellen modellhaft einen Zustand dar, in dem ein Zungen-Anschlussabschnitt, der vertikal vorsteht und sich in Bezug auf einen Einführanschluss-Körper in Form einer flachen Platte erstreckt, zwischen den Anschlüssen mit zwei Kanten positioniert ist, die vertikal vorstehen und sich in Bezug auf einen Aufnahmeanschluss-Körper in Form einer flachen Platte erstrecken, und er in Kontakt mit den Anschlüssen mit zwei Kanten kommt. In 10(a) stehen der Zungen-Anschlussabschnitt und die Kontakt-Anschlussabschnitte vertikal nach oben vor (obere Seite in 10(a)). 10(a) und 10(b) unterscheiden sich voneinander hinsichtlich der Tiefe, in der der Zungen-Anschlussabschnitt zwischen die Anschlüsse mit zwei Kanten eindringt. Das heißt, 10(a) zeigt eine geringe Tiefe des Eindringens des Zungen-Anschlussabschnitts zwischen die Anschlüsse mit zwei Kanten, und 10(a) zeigt eine große Tiefe des Eindringens des Zungen-Anschlussabschnitts zwischen die Anschlüsse mit zwei Kanten. Des Weiteren sind bei den in 10(c) und 10(d) gezeigten Modellen der Einführanschluss-Körper und der Aufnahmeanschluss-Körper in Form einer flachen Platte in dem Modell in 10(b) um 90° und –90° um ihre Längsrichtung herum gedreht. 10(c) stellt modellhaft einen Zustand dar, in dem der Einführanschluss und der Aufnahmeanschluss so gedreht sind, dass der Einführanschluss-Körper des Einführanschlusses und der Aufnahmeanschluss-Körper des Aufnahmeanschlusses voneinander entfernt sind. Des Weiteren stellt 10(d) modellhaft einen Zustand dar, in dem der Einführanschluss und der Aufnahmeanschluss so gedreht sind, dass der Einführanschluss-Körper des Einführanschlusses und der Aufnahmeanschluss-Körper des Aufnahmeanschlusses nahe beieinander liegen. Das in 10(e) gezeigte Modell ist ein Modell, bei dem der Einführanschluss-Körper und der Aufnahmeanschluss-Körper in Form einer flachen Platte in dem Modell in 10(b) in der gleichen Richtung um 90° gedreht sind. 10 (a) and 10 (b) exemplify a state in which a tongue-fitting portion projecting vertically and extending in the form of a flat plate with respect to an insertion port body is positioned between the terminals with two edges projecting vertically and with respect to one another Shaping terminal body in the form of a flat plate, and it comes into contact with the terminals with two edges. In 10 (a) the tongue terminal portion and the contact terminal portions project vertically upward (upper side in FIG 10 (a) ). 10 (a) and 10 (b) differ from each other in terms of the depth at which the tongue-fitting portion penetrates between the two-edge terminals. This means, 10 (a) shows a small depth of penetration of the tongue-connection portion between the two-edge terminals, and 10 (a) shows a great depth of penetration of the tongue-connection portion between the two-edge terminals. Furthermore, the in 10 (c) and 10 (d) shown models of the insertion port body and the receiving terminal body in the form of a flat plate in the model in 10 (b) rotated by 90 ° and -90 ° around its longitudinal direction. 10 (c) exemplifies a state in which the insertion port and the receiving port are rotated so that the insertion port body of the insertion port and the receiving port body of the receiving port are away from each other. Furthermore, it represents 10 (d) model a state in which the insertion port and the receiving port are rotated so that the insertion port body of the insertion port and the receiving port body of the receiving port are close to each other. This in 10 (e) Model shown is a model in which the insertion port body and the receiving terminal body in the form of a flat plate in the model in 10 (b) are rotated in the same direction by 90 °.

Ein Rahmen F des TDR-Diagramms, das rechts von 10(a) bis 10(e) dargestellt ist, zeigt einen Beobachtungsbereich, und der Bereich außerhalb (links und rechts) des Rahmens F zeigt eine Soll-Impedanz eines Signalanregungs-Anschlusses. TDR wurde mit einer Anstiegszeit von 35 ps berechnet. Dies liegt darin begründet, dass die Anstiegszeit eine Anstiegszeit ist, die ”10 GHz” in dem Abschnitt über die Berechnung eines erforderlichen Bandes entspricht, die oben beschrieben ist (um ausreichende Genauigkeit der Analyse zu erzielen, wurde ein Frequenzband eines Vielfachen von 5 GHz, das heißt, der Grundwelle, bei 10 Gbps festgelegt).A frame F of the TDR diagram to the right of 10 (a) to 10 (e) shows an observation area, and the area outside (left and right) of the frame F shows a target impedance of a signal excitation terminal. TDR was calculated with a rise time of 35 ps. This is because the rise time is a rise time corresponding to "10 GHz" in the required band calculation section described above (in order to obtain sufficient accuracy of the analysis, a frequency band of a multiple of 5 GHz, that is, the fundamental, set at 10 Gbps).

In 10(a) haben flache Abschnitte vor und hinter einem Punkt, an dem der Zungen-Anschlussabschnitt des Einführanschlusses und die Anschlüsse des Aufnahmeanschlusses mit zwei Kanten in Kontakt miteinander kommen, eine Impedanz von ungefähr 93 Ω. An dem Kontaktpunkt wird die Dickenrichtung des Anschlusses von 0,2 mm auf 1 mm vergrößert und wird die charakteristische Impedanz um 30 Ω auf ungefähr 63 Ω verringert.In 10 (a) Flat portions in front of and behind a point where the tongue terminal portion of the insertion terminal and the terminals of the female terminal come into contact with each other at two edges have an impedance of about 93 Ω. At the contact point, the thickness direction of the terminal is increased from 0.2 mm to 1 mm and the characteristic impedance is reduced by 30 Ω to approximately 63 Ω.

In 10(b) wird die Impedanz an dem Kontaktpunkt an den flachen Abschnitten vor und hinter dem Punkt, an dem der Zungen-Anschlussabschnitt des Einführanschlusses und der Anschluss des Aufnahmeanschlusses mit zwei Kanten miteinander in Kontakt kommen, von 93 Ω an dem Kontaktpunkt um 30 Ω auf 63 Ω verringert, und wird anschließend die Impedanz auf 104 Ω erhöht, da die Anschlüsse des Einführanschlusses mit zwei Kanten aufrecht vorstehen (der Zwischenraum zwischen den Anschlüssen mit zwei Kanten ist offen).In 10 (b) For example, the impedance at the contact point at the flat portions before and after the point where the tongue terminal portion of the insertion terminal and the terminal of the female terminal with two edges come into contact with each other is reduced from 93Ω at the contact point by 30Ω to 63Ω , and then the impedance is increased to 104Ω because the terminals of the lead-in terminal project upright with two edges (the space between the two-edge terminals is open).

In 10(c) ist der Zwischenraum zwischen den Aufnahmeanschluss-Körpern in Form flacher Platten des Aufnahmeanschlusses weit offen, und daher erhöht sich die Impedanz auf ungefähr 130 Ω. An dem Punkt, an dem der Zungenanschluss des Einführanschlusses und die Anschlüsse des Aufnahmeanschlusses mit zwei Kanten in Kontakt miteinander kommen, nähern sich die Anschlüsse einander jedoch abrupt, und so wird die Impedanz wie in 10(a) oder 10(b) um ungefähr 70 Ω auf 63 Ω verringert.In 10 (c) For example, the space between the female terminal plates in the form of flat plates of the female terminal is wide open, and therefore, the impedance increases to about 130 Ω. However, at the point where the tongue terminal of the insertion terminal and the terminals of the female terminal come into contact with each other with two edges, the terminals approach each other abruptly, and so the impedance becomes as in 10 (a) or 10 (b) reduced by about 70 Ω to 63 Ω.

In 10(d) nähert sich der Abstand zwischen den Aufnahmeanschluss-Körpern in Form flacher Platten des Aufnahmeanschlusses dem Abstand und der Höhe (Dicke) an dem Punkt, an dem der Zungen-Anschlussabschnitt des Einführanschlusses und die Anschlüsse des Aufnahmeanschlusses mit zwei Kanten in Kontakt miteinander kommen, und dadurch wird der Übergangsbereich von 63 Ω erheblich verlängert.In 10 (d) The distance between the receiving terminal bodies in the form of flat plates of the female terminal approaches the distance and the height (thickness) at the point where the tongue terminal portion of the insertion terminal and the terminals of the female terminal come into contact with each other, and thereby the transition range of 63 Ω is considerably extended.

In 10(e) zeigen die Abmessungen eine Form, bei der die Seite des Einführanschlusses und die Seite des Aufnahmeanschlusses in 10(b) umgekehrt sind, und zeigen die TDR-Ergebnisse ebenfalls eine umgekehrte Kennlinie.In 10 (e) the dimensions show a shape in which the side of the insertion port and the side of the receiving port in 10 (b) are reversed, and the TDR results also show a reverse characteristic.

Aus den oben aufgeführten Ergebnissen ist zu ersehen, dass die Dicke (Höhe) des Einführanschlusses und des Aufnahmeanschlusses verändert werden und die Impedanz drastisch reduziert wird. Des Weiteren ist auch zu sehen, dass, wenn der Abstand der Anschlüsse zwischen dem Einführanschluss-Körper und dem Aufnahmeanschluss-Körper in Form einer flachen Platte vergrößert wird, die Impedanz drastisch erhöht wird. Eine derartige Änderung der Impedanz ist eine Erscheinung, die bei der Streifenleitungs-Struktur normal ist. Eine Streifenleitung ist eine Übertragungsleitung in einem Medium zwischen einem oberen und einem unteren Leiter und ist im Allgemeinen anhand von 12 und dem im Folgenden aufgeführten Ausdruck zu definieren. Eine in 12 dargestellte Streifenleitung 120 besteht aus zwei inneren Leitern 121, einem dielektrischen Material 122, das jeden der inneren Leiter 121 abdeckt, sowie einem äußeren Leiter 123, der das dielektrische Material 122 abdeckt. Ausdruck 8

Figure DE112014003346T5_0011

t:
Dicke innerer Leiter
w:
Breite innerer Leiter
s:
Abstand innerer Leiter
b:
Dicke des dielektrischen Materials
m:
Abstand zu Wandfläche
εr:
relative Dielektrizitätskonstante
εo:
Dielektrizitätskonstante im Vakuum
ε:
εo × εr
From the above results, it can be seen that the thickness (height) of the insertion port and the receiving port are changed and the impedance is drastically reduced. Furthermore, it can also be seen that as the pitch of the terminals between the insertion terminal body and the receiving terminal body in the form of a flat plate is increased, the impedance is drastically increased. Such a change of the impedance is a phenomenon normal in the stripline structure. A stripline is a transmission line in a medium between an upper and a lower conductor and is generally based on 12 and the expression given below. An in 12 shown stripline 120 consists of two inner ladders 121 , a dielectric material 122 that is each of the inner ladder 121 covering, as well as an outer conductor 123 that is the dielectric material 122 covers. Expression 8
Figure DE112014003346T5_0011
t:
Thick inner conductor
w:
Width inner conductor
s:
Distance between inner conductors
b:
Thickness of the dielectric material
m:
Distance to wall surface
.epsilon..sub.R:
relative dielectric constant
εo:
Dielectric constant in vacuum
ε:
εo × εr

Aus den oben aufgeführten Ausdrücken ist zu ersehen, dass die gesamte kapazitive Kopplung C0,o von Cfo (kapazitive Kopplung zwischen differentiellen Signalen), Cp (kapazitive Kopplung zwischen Signalleitung und oberer sowie unterer Masse) und Cfom (kapazitive Kopplung zwischen Signalwand und Wandfläche) umgekehrt proportional zu der Impedanz ist. Das heißt, wenn der Zwischenraum S zwischen den inneren Leitern 121 verringert wird oder die Dicke t der inneren Leiter 121 vergrößert wird, wird die kapazitive Kopplung zwischen den Leitungen vergrößert und bewirkt eine Verringerung der Impedanz. Daraus ist zu ersehen, dass eine Änderung der Dicke des Einführanschlusses und des Aufnahmeanschlusses, die in einem vorgegebenen Zwischenraumabstand in einem Verbinder angeordnet sind, eine Änderung der charakteristischen Impedanz bewirkt. Des Weiteren ist auch zu sehen, dass, wenn die Dicken des Einführanschlusses und des Aufnahmeanschlusses groß sind, die Impedanz stärker durch den Abstand zwischen den Leitungen beeinflusst wird.From the above expressions it can be seen that the total capacitive coupling C o, o of C fo (capacitive coupling between differential signals), C p (capacitive coupling between signal line and upper and lower ground) and C fom (capacitive coupling between signal wall and wall surface) is inversely proportional to the impedance. That is, if the gap S between the inner conductors 121 is reduced or the thickness t of the inner conductor 121 is increased, the capacitive coupling between the lines is increased and causes a reduction of the impedance. From this, it can be seen that a change in the thickness of the insertion port and the receiving port, which are arranged at a predetermined clearance in a connector causes a change of the characteristic impedance. Furthermore, it can also be seen that when the thicknesses of the insertion port and the receiving port are large, the impedance is more influenced by the distance between the leads.

Unabhängig davon ändert sich, wenn die Breite w des inneren Leiters 121 geändert wird, nicht die Kapazität zwischen den Leitungen, sondern die Kapazität (Cp) zwischen dem oberen und dem unteren äußeren Leiter 123. Wenn beispielsweise die Breite w des inneren Leiters 121 vergrößert wird, wird Cp erhöht. Wenn die Breite w verkleinert wird, wird auch Cp verringert. Dadurch ist die Breite w des inneren Leiters 121 ebenfalls umgekehrt proportional zur Impedanz.Regardless, if the width w of the inner conductor changes 121 is changed, not the capacitance between the lines, but the capacitance (C p ) between the upper and the lower outer conductor 123 , For example, if the width w of the inner conductor 121 is increased, C p is increased. As the width w is reduced, C p is also decreased. This is the width w of the inner conductor 121 also inversely proportional to the impedance.

Daraus ist zu ersehen, dass eine Struktur, bei der die Dicke, die Breite, der Abstand zwischen den Leitungen des Einführanschlusses und des Aufnahmeanschlusses in einem Verbinder und dergleichen an einem Kontaktpunkt, an dem der Einführanschluss und der Aufnahmeanschluss miteinander in Kontakt kommen, so wenig wie möglich geändert werden, für digitale Hochgeschwindigkeitsübertragung mit einer Rate von mehreren Gbps vorzuziehen ist.From this, it can be seen that a structure in which the thickness, the width, the distance between the leads of the insertion port and the female terminal in a connector and the like at a contact point where the insertion port and the female terminal come into contact with each other are so little as possible, is preferable for digital high-speed transmission at a rate of several Gbps.

Effekte der Anschluss-Verbindungsstruktur der vorliegenden ErfindungEffects of the Terminal Connection Structure of the Present Invention

Wenn das Problem der verwandten Technik auf Basis der Beschreibung der Definition der digitalen Hochgeschwindigkeitsübertragung und des Verhaltens von Impedanz in dem Verbinder erneut betrachtet wird, zeigt sich, dass eine Änderung der Impedanz aufgrund der Form des Einführanschlusses und der des Aufnahmeanschlusses beim Ineinanderpassen und des Abstandes zwischen den Anschlüssen sowie der Form derselben vor und nach dem Ineinanderpassen unumgänglich ist. Daher wird davon ausgegangen, dass sich die verwandte Technik für digitale Hochgeschwindigkeitsübertragung mit einer Rate von mehreren Gbps eignet.Considering the problem of the related art based on the description of the definition of the high-speed digital transmission and the behavior of impedance in the connector, It can be seen that a change in impedance due to the shape of the insertion port and the receiving port in the interfitting and the distance between the terminals and the shape of the same before and after the fitting together is inevitable. Therefore, the related art is believed to be suitable for high-speed digital transmission at a rate of several Gbps.

Bei der Anschluss-Verbindungsstruktur der vorliegenden Erfindung wird es, wenn der Einführanschluss 12 und der Aufnahmeanschluss 13 eingesetzt werden, wie sie unter Bezugnahme auf 1 bis 2(b) beschrieben werden, möglich, ausgezeichnete elektrische Eigenschaften zu erzielen, die mit der Anschluss-Verbindungsstruktur, die den stimmgabelförmigen Aufnahmeanschluss der verwandten Technik einschließt, nicht möglich sind.In the terminal connection structure of the present invention, when the insertion port 12 and the recording connection 13 be used as they are with reference to 1 to 2 B) It is possible to obtain excellent electrical characteristics which are not possible with the terminal connecting structure including the related art tuning fork-shaped female terminal.

13 zeigt Ergebnisse der Prüfung des Übertragungsverlustes bei der Anschluss-Verbindungsstruktur der vorliegenden Erfindung. Ein Rahmen F des auf der rechten Seite in 13 gezeigten TDR-Diagramms zeigt einen Beobachtungsbereich, und der Bereich außerhalb (links und rechts) des Rahmens F zeigt eine Soll-Impedanz eines Signalanregungs-Anschlusses. TDR wurde mit einer Anstiegszeit von 35 ps berechnet. 13 FIG. 12 shows results of the transmission loss test in the terminal connection structure of the present invention. FIG. A frame F on the right in 13 shown TDR diagram shows an observation area, and the area outside (left and right) of the frame F shows a target impedance of a signal excitation terminal. TDR was calculated with a rise time of 35 ps.

Wenn der stimmgabelförmige Aufnahmeanschluss der verwandten Technik, wie er in 10(a) dargestellt ist, als Modell eingesetzt wurde, verringerte sich, wie oben beschrieben, die charakteristische Impedanz um 30 Ω auf ungefähr 63 Ω. Des Weiteren beträgt, wenn die Rückflussdämpfung bei dieser charakteristischen Impedanz berechnet wird, eine Spannungs-Rückflussdämpfung 6,44 dB, und nur dadurch wird ein Durchgangsverlust (passage loss) von 1,1182 dB erzeugt. Das heißt aufgrund des Ineinanderpassens von Anschlüssen an einem Punkt tritt im Wesentlichen der gleiche Verlust wie der von 1,1689 dB auf, der als der akzeptable Betrag des Verlustes in dem gesamten Verbinderabschnitt festgelegt ist. Damit erwies es sich als schwierig, die verwandte Technik bei einer Leitung für digitale Hochgeschwindigkeitsübertragung einzusetzen, bei der eine Rate von 10 Gbps vorausgesetzt wird.If the tuning fork-shaped female connector of the related art, as in 10 (a) As described above, as described above, the characteristic impedance decreased by 30 Ω to approximately 63 Ω. Further, when the return loss is calculated at this characteristic impedance, a voltage-return loss is 6.44 dB, and only thereby does a passage loss of 1.1182 dB be generated. That is, due to the mating of terminals at one point, substantially the same loss as that of 1.1669 dB, which is defined as the acceptable amount of loss in the entire connector portion, occurs. Thus, it has proved difficult to apply the related art to a high-speed digital transmission line assuming a rate of 10 Gbps.

Im Unterschied dazu ist bei der Anschluss-Verbindungsstruktur der vorliegenden Erfindung, wie in 13 dargestellt, da zugelassen wird, dass der Einführanschluss 12 und der Aufnahmeanschluss 13 in der gleichen Ebene ineinandergepasst werden und in Kontakt miteinander kommen, die charakteristische Impedanz bei dem Verbinder im Wesentlichen konstant und werden ideale Eigenschaften im Wesentlichen ohne Reflexion erzielt. Eine Breite der Impedanzänderung in der Übertragungsleitung bei dem Verbinder beträgt vertikal ungefähr 1 Ω in Bezug auf 96,5 Ω, und damit beträgt bei einer Spannungs-Rückflussdämpfung von 33 dB der Durchgangs-Spannungsverlust 0,022 dB. Daraus ist zu ersehen, dass ein geringerer Betrag der Rückflussdämpfung als der bei den Ergebnissen idealer Verbindung zwischen einem Koaxialkabel und einer Mikrostreifenleitung erzielt wird.In contrast, in the terminal connection structure of the present invention, as in FIG 13 shown, since it is allowed that the insertion 12 and the recording connection 13 in the same plane and come into contact with each other, the characteristic impedance at the connector is substantially constant and ideal characteristics are achieved substantially without reflection. A width of the impedance change in the transmission line in the connector is vertically about 1 Ω with respect to 96.5 Ω, and thus, with a voltage return loss of 33 dB, the passage voltage loss is 0.022 dB. It can thus be seen that a smaller amount of return loss is achieved than the ideal connection between a coaxial cable and a microstrip line in the results.

Das heißt, bei der Anschluss-Verbindungsstruktur 11 gemäß der vorliegenden Erfindung können die Anschlussformen des Einführanschlusses 12 und des Aufnahmeanschlusses 13 als die gleichen angesehen werden wie diejenigen einer Übertragungsleitung vom Typ differentielle Streifenleitung. Bei der Anschluss-Verbindungsstruktur 11 gemäß der vorliegenden Erfindung, die, wie oben beschrieben, als eine Übertragungsleitung vom Typ differentielle Streifenleitung behandelt werden kann, wird eine Änderung der physischen Form an dem Punkt eingeschränkt, an dem der Einführanschluss 12 und der Aufnahmeanschluss 13 ineinandergepasst werden. Aufgrund einer geringen Formänderung weist die Anschluss-Verbindungsstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung ausgezeichnete elektrische Eigenschaften auf.That is, in the port connection structure 11 According to the present invention, the terminal shapes of the insertion port 12 and the receiving connection 13 are considered to be the same as those of a differential stripline type transmission line. In the connection connection structure 11 According to the present invention, which can be treated as a differential stripline type transmission line as described above, a change of the physical shape is restricted at the point where the insertion terminal 12 and the recording connection 13 be fitted into each other. Due to a small change in shape, the terminal connection structure according to the present invention has excellent electrical characteristics.

Des Weiteren wird bei der Anschluss-Verbindungsstruktur mit dem stimmgabelförmigen Aufnahmeanschluss der verwandten Technik Signalstrom von den Enden des stimmgabelförmigen Aufnahmeanschlusses an dem Einführanschluss konzentriert. Bei der vorliegenden Erfindung hingegen kann ein gerader Weg des Signalstroms aufrechterhalten werden, was dazu beiträgt, die Beeinträchtigung der elektrischen Eigenschaften einzuschränken.Further, in the terminal connection structure with the related art tuning fork-shaped female terminal, signal current is concentrated from the ends of the tuning fork-shaped female terminal to the insertion terminal. In the present invention, however, a straight path of the signal current can be maintained, which helps to limit the deterioration of the electrical characteristics.

Weiterhin kommen bei der Anschluss-Verbindungsstruktur der vorliegenden Erfindung, wenn der Einführanschluss 12 und der Aufnahmeanschluss 13 ineinandergepasst werden, die Kontaktabschnitte 33, die in den Kontakt-Anschlussabschnitten 32 des Aufnahmeanschlusses 13 ausgebildet sind, in Kontakt mit dem Zungen-Anschlussabschnitt 22 des Einführanschlusses 12, und damit kann ein guter Leitungszustand erzielt werden.Further, in the terminal connection structure of the present invention, when the insertion port 12 and the recording connection 13 be nested, the contact sections 33 located in the contact terminal sections 32 of the recording connection 13 are formed, in contact with the tongue connection portion 22 of the insertion port 12 , and thus a good conduction state can be achieved.

Weiterhin schlagen, wenn der Einführanschluss 12 und der Aufnahmeanschluss 13 ineinandergepasst werden, die Kontakt-Anschlussabschnitte 32 des Aufnahmeanschlusses 13 an den Eingriffsvorsprüngen 23 des Einführanschlusses 12 an. Dementsprechend wird eine Form erreicht, die vorteilhaft für die Eigenschaften einer Hochfrequenz-Welle ist, die durch die Oberfläche oder den Rand einer Übertragungsleitung strömt.Continue beating when the insertion port 12 and the recording connection 13 be mated, the contact terminal sections 32 of the recording connection 13 at the engagement projections 23 of the insertion port 12 at. Accordingly, a shape is achieved which is advantageous for the characteristics of a high-frequency wave that flows through the surface or the edge of a transmission line.

Das heißt, die vorderen Endabschnitte der Kontakt-Anschlussabschnitte 32 des Aufnahmeanschlusses 13 schlagen an den Eingriffsvorsprüngen 23 des Einführanschluss-Körpers 21 des Einführanschlusses 12 an, und die Kontakt-Anschlussabschnitte 32 des Aufnahmeanschlusses 13 werden durch die Führungsflächenabschnitte 24 an die Mittelseite des Einführanschlusses 12 gedrückt. Dementsprechend werden die Kontaktabschnitte 33 der Kontakt-Anschlussabschnitte 32 an die seitlichen Flächen des Zungen-Anschlussabschnitts 22 gedrückt und kommen in engen Kontakt mit ihnen, und damit wird zuverlässige Leitung erzielt.That is, the front end portions of the contact terminal portions 32 of the recording connection 13 hit the engagement protrusions 23 the insertion port body 21 of the insertion port 12 on, and the contact terminal sections 32 of the recording connection 13 be through the guide surface sections 24 to the middle side of the insertion port 12 pressed. Accordingly, the contact portions 33 the contact terminal sections 32 to the lateral surfaces of the tongue connection section 22 pressed and in close contact with them, and thus reliable conduction is achieved.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, und es können entsprechende Abwandlungen, Verbesserungen und dergleichen vorgenommen werden. Des Weiteren können die Materialien, Formen, Abmessungen, Anzahl, Anordnungspositionen der Bestandteile und dergleichen in den oben beschriebenen Ausführungsformen beliebig gewählt werden und unterliegen keinen Einschränkungen, sofern die vorliegende Erfindung umgesetzt werden kann.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and corresponding modifications, improvements and the like may be made. Furthermore, the materials, shapes, dimensions, number, arrangement positions of the components and the like in the above-described embodiments can be arbitrarily selected and are not limited insofar as the present invention can be implemented.

Die Merkmale der Ausführungsformen der Anschluss-Verbindungsstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung, wie sie oben beschrieben sind, werden in den folgenden Punkten [1] bis [4] kurz aufgelistet.

  • [1] Eine Anschluss-Verbindungsstruktur (11), wobei die Anschluss-Verbindungsstruktur (11) einen Einführanschluss (12) mit einem Aufnahmeanschluss (13) verbindet, und der Einführanschluss (12) umfasst: einen Einführanschluss-Körper (21), der in Form einer flachen Platte ausgebildet ist; und einen Zungen-Anschlussabschnitt (22), der sich von einem vorderen Ende des Einführanschluss-Körpers (21) aus in einer Richtung zur Verbindung mit dem Aufnahmeanschluss (13) in der gleichen Ebene erstreckt wie der Einführanschluss-Körper (21), wobei der Aufnahmeanschluss (13) umfasst: einen Aufnahmeanschluss-Körper (31), der in Form einer flachen Platte ausgebildet ist; sowie ein Paar Kontakt-Anschlussabschnitte (32), die sich von einem vorderen Ende des Aufnahmeanschluss-Körpers (31) aus in einer Richtung zur Verbindung mit dem Einführanschluss in der gleichen Ebene erstrecken wie der Aufnahmeanschluss-Körper (31), und wobei der Zungen-Anschlussabschnitt (22) des Einführanschlusses (12) zwischen den paarigen Kontakt-Anschlussabschnitten (32) des Aufnahmeanschlusses (13) in der gleichen Ebene wie der Ebene positioniert ist, in der sich die Kontakt-Anschlussabschnitte (32) erstrecken, und der Zungen-Anschlussabschnitt (22) an den paarigen Kontakt-Anschlussabschnitten (32) anliegt.
  • [2] Die Anschluss-Verbindungsstruktur (11), wie sie in [1] beschrieben ist, wobei Kontaktabschnitte (33), die in Richtungen vorstehen, in denen sie einander zugewandt sind, in den Kontakt-Anschlussabschnitten (32) ausgebildet sind.
  • [3] Die Anschluss-Verbindungsstruktur (11), wie sie in [1] oder [2] beschrieben ist, wobei Eingriffsvorsprünge (23), die an den Kontakt-Anschlussabschnitten (32) anliegen, in dem Einführanschluss-Körper (21) ausgebildet sind.
  • [4] Die Anschluss-Verbindungsstruktur (11), wie sie in [3] beschrieben ist, wobei die Eingriffsvorsprünge (23) umfassen: Führungsflächenabschnitte (24), die vordere Endabschnitte der Kontakt-Anschlussabschnitte (32) zur Seite des Zungen-Anschlussabschnitts (22) hin verschieben.
The features of the embodiments of the terminal connection structure according to the present invention as described above are briefly listed in the following items [1] to [4].
  • [1] A connection connection structure ( 11 ), the connection structure ( 11 ) an insertion port ( 12 ) with a receiving connection ( 13 ) and the insertion port ( 12 ) comprises: an insertion port body ( 21 ) formed in the form of a flat plate; and a tongue connection section ( 22 ) extending from a forward end of the insertion port body ( 21 ) in one direction for connection to the receiving port ( 13 ) extends in the same plane as the insertion port body ( 21 ), whereby the receiving connection ( 13 ) comprises: a receiving terminal body ( 31 ) formed in the form of a flat plate; and a pair of contact terminal sections ( 32 ) extending from a front end of the female connector body ( 31 ) extend in a direction for connection to the insertion port in the same plane as the receiving port body (FIG. 31 ), and wherein the tongue connection section ( 22 ) of the insertion port ( 12 ) between the paired contact terminal sections ( 32 ) of the receiving connector ( 13 ) is positioned in the same plane as the plane in which the contact terminal sections ( 32 ), and the tongue connection portion ( 22 ) at the paired contact terminal sections ( 32 ) is present.
  • [2] The connection structure ( 11 ), as described in [1], wherein contact sections ( 33 ) protruding in directions in which they face each other in the contact terminal portions (FIG. 32 ) are formed.
  • [3] The connection structure ( 11 ) as described in [1] or [2], wherein engagement projections ( 23 ) at the contact terminal sections ( 32 ), in the insertion port body ( 21 ) are formed.
  • [4] The connection structure ( 11 ), as described in [3], wherein the engagement projections ( 23 ) include: guide surface sections ( 24 ), the front end portions of the contact terminal portions ( 32 ) to the side of the tongue connecting portion ( 22 ).

Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die konkreten Ausführungsformen detailliert beschrieben worden ist, sollte dem Fachmann bewusst sein, dass zusätzlich verschiedene Veränderungen und Abwandlungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.Although the present invention has been described in detail with reference to the specific embodiments, it should be appreciated by those skilled in the art that various changes and modifications may be additionally made without departing from the spirit and scope of the present invention.

Die vorliegende Anmeldung basiert auf einer am 19. Juli 2013 eingereichten japanischen Patentanmeldung ( Japanische Patentanmeldung Nr. 2013-150886 ), deren Inhalt hiermit durch Verweis einbezogen wird.The present application is based on a Japanese patent application filed on Jul. 19, 2013 ( Japanese Patent Application No. 2013-150886 ), the contents of which are hereby incorporated by reference.

Industrielle EinsatzmöglichkeitenIndustrial applications

Die Anschluss-Verbindungsstruktur der vorliegenden Erfindung ermöglicht digitale Hochgeschwindigkeitsübertragung und kann gute elektrische Eigenschaften erzielen. Die vorliegende Erfindung, die die Effekte aufweist, ist für den Einsatz auf dem Gebiet von Anschlüssen geeignet.The terminal connection structure of the present invention enables high-speed digital transmission and can achieve good electrical characteristics. The present invention having the effects is suitable for use in the field of terminals.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1111
Anschluss-VerbindungsstrukturTerminal connection structure
1212
Einführanschlussintroduction port
1313
Aufnahmeanschlussreceiving port
2121
Einführanschluss-KörperInsertion port body
2222
Zungen-AnschlussabschnittTongues terminal portion
2323
Eingriffsvorsprungengaging projection
2424
FührungsflächenabschnittGuide surface section
3131
Aufnahmeanschluss-KörperFemale terminal body
3232
Kontakt-AnschlussabschnittContact terminal portion
3333
KontaktabschnittContact section
4040
Koaxialkabelcoaxial
4141
innerer Leiterinner conductor
4242
Isolatorinsulator
4343
äußerer Leiterouter conductor
5050
MikrostreifenleitungMicrostrip line
5151
Signalleitungsignal line
5252
Isolatorinsulator
5353
MasseDimensions

Claims (4)

Anschluss-Verbindungsstruktur, wobei die Anschluss-Verbindungsstruktur einen Einführanschluss mit einem Aufnahmeanschluss verbindet, und der Einführanschluss umfasst: einen Einführanschluss-Körper, der in Form einer flachen Platte ausgebildet ist; und einen Zungen-Anschlussabschnitt, der sich von einem vorderen Ende des Einführanschluss-Körpers aus in einer Richtung zur Verbindung mit dem Aufnahmeanschluss in der gleichen Ebene erstreckt wie der Einführanschluss-Körper, wobei der Aufnahmeanschluss umfasst: einen Aufnahmeanschluss-Körper, der in Form einer flachen Platte ausgebildet ist; sowie ein Paar Kontakt-Anschlussabschnitte, die sich von einem vorderen Ende des Aufnahmeanschluss-Körpers aus in einer Richtung zur Verbindung mit dem Einführanschluss in der gleichen Ebene erstrecken wie der Aufnahmeanschluss-Körper, und wobei der Zungen-Anschlussabschnitt des Einführanschlusses zwischen den paarigen Kontakt-Anschlussabschnitten des Aufnahmeanschlusses in der gleichen Ebene wie der Ebene positioniert ist, in der sich die Kontakt-Anschlussabschnitte erstrecken, und der Zungen-Anschlussabschnitt an den paarigen Kontakt-Anschlussabschnitten anliegt.Terminal connection structure, wherein the terminal connection structure connects an insertion port to a reception port, and the insertion port includes: an insertion port body formed in the form of a flat plate; and a tongue terminal portion extending from a front end of the insertion port body in a direction for connection to the female terminal in the same plane as the insertion port body, wherein the receiving terminal comprises: a female terminal body formed in the form of a flat plate; such as a pair of contact terminal portions extending from a front end of the female terminal body in a direction for connection to the insertion terminal in the same plane as the female terminal body, and wherein the tongue terminal portion of the insertion terminal is positioned between the pair of contact terminal portions of the female terminal in the same plane as the plane in which the contact terminal portions extend, and the tongue terminal portion abuts on the paired terminal contact portions. Anschluss-Verbindungsstruktur nach Anspruch 1, wobei Kontaktabschnitte, die in Richtungen vorstehen, in denen sie einander zugewandt sind, in den Kontakt-Anschlussabschnitten ausgebildet sind.The terminal connection structure according to claim 1, wherein contact portions projecting in directions in which they face each other are formed in the contact terminal portions. Anschluss-Verbindungsstruktur nach Anspruch 1 oder 2, wobei Eingriffsvorsprünge, die an den Kontakt-Anschlussabschnitten anliegen, in dem Einführanschluss-Körper ausgebildet sind.A terminal connecting structure according to claim 1 or 2, wherein engagement projections which abut against the contact terminal portions are formed in the insertion terminal body. Anschluss-Verbindungsstruktur nach Anspruch 3, wobei die Eingriffsvorsprünge umfassen: Führungsflächenabschnitte, die vordere Endabschnitte der Kontakt-Anschlussabschnitte zur Seite des Zungen-Anschlussabschnitts hin verschieben.Terminal connection structure according to claim 3, wherein the engagement projections comprise: Guide surface portions that move front end portions of the contact terminal portions toward the tongue terminal portion side.
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